MIKROBIOLOGIA PRZEMYSAOWA
WYKAAD 1 25.02.2010
MIKROBIOLOGIA PRZEMYSAOWA dział mikrobiologii dotyczący możliwości
wykorzystania drobnoustrojów do procesów przemysłowych (chemiczny, farmaceutyczny,
kosmetyczny, piekarniczy, browarniczy, winiarski, oczyszczanie ścieków).
Dziedzina ta zajmuje się wykorzystaniem, badaniem i dostosowaniem do przemysłowego
wykorzystania metabolicznych procesów, właściwości drobnoustrojów.
MIKROBIOLOGIA ŚRODOWISKOWA - dotyczy wpływu drobnoustrojów na ożywione
i nieożywione elementy środowiska oraz wpływu tych elementów na mikroorganizmy.
Zajmuje się badaniem środowisk występowania drobnoustrojów i opisywaniem właściwości,
które umożliwiają im bytowanie w tych często niesprzyjających warunkach.
Ten dział nauki dostarcza wiadomości, jak wykorzystać drobnoustroje do oczyszczania
ścieków, rewitalizacji terenów zanieczyszczonych lub ubogich biologicznie.
W mikrobiologii jednostką podstawową jest szczep. Jest to populacja drobnoustrojów w
obrębie gatunku lub odmiany, wyróżniająca się określonymi cechami. Różne KLONY
należące do tego samego gatunku wprowadzone z poszczególnych czystych kultur
izolowanych niezależnie od siebie nazywa się w mikrobiologii szczepami.
Szczepy grupowane są w gatunki (species) , gatunki w rodzaje (genus), a rodzaje w rodziny
(końcówka acea)
KOLONIA BAKTERYJNA widoczne gołym okiem skupisko wielu komórek powstałych
(w wyniku podziałów) jednej komórki bakteryjnej. W celu uzyskania pojemnych kolonii
stosuje się różne metody posiewów mikrobiologicznych na mikrobiologiczne podłoża
hodowlane różnego typu.
JTK jednostki tworzenia kolonii (ang. CFU)
Hodowle uzyskaną w jednej komórki bakteryjnej określamy jako czystą kulturę lub
populację jednogatunkową.
Jeżeli jest to mieszanina różnych gatunków bakterii określamy ja jako populację
wielogatunkową lub kulturę mieszaną.
PODAOŻA HODOWLANE
1. Stosuje się do:
Izolacji uzyskanie czystych kultur ze środowiska
Namnażanie (m.in. w celu otrzymywania biomasy czy produktów metabolizmu
mikroorganizmów)
Identyfikacja
Poznanie cech morfologicznych i typu wzrostu
Określenia fizjologii
W procesach biotechnologicznych bardzo istotne jest dobranie takiej pożywki, która zapewni
wyselekcjonowanym szczepom mikroorganizmów maksymalną ekspresję fenotypową
określonej cechy
2. Cechy podłoży:
Zawartość wody minimum 30%
Zawartość łatwo dostępnych podstawowych zródeł węgla, azotu i energii
Zawartość soli mineralnych, będących zródłem takich pierwiastków jak: P, S,
Mg, Na, K, Fe, Zn, Ca, Cu, Mn, Co
Odpowiedni odczyn (dla bakterii optimum pH:7,2-7,4; dla grzybów pH:
4,0-6,0) i odpowiednia wartość ciśnienia osmotycznego
Sterylność i w miarę możliwości zwłaszcza w przypadku podłoży płynnych -
klarowność
3. Podział podłoży mikrobiologicznych:
a) Ze względu na zawartość składników odżywczych:
Minimalne
Pełne mają podstawowe związki potrzebne do rozwoju
Wzbogacone np. z aminokwasami których bakteria sama nie wytwarza
b) Ze względu na skład chemiczny:
Naturalne (bulion, mleko, brzeczka)
Syntetyczne (mineralne)
Półsyntetyczne
c) Ze względu na cel hodowli:
Namnażające
Izolacyjne
Selektywne np. z antybiotykiem rośnie coś, a inne nie może wtedy
Różnicujące np. ENDO
d) Ze względu na konsystencje:
Płynne
Półpłynne
Stałe
PAYNY DO ROZCIECCZEC sterylne, izotoniczne roztwory, o ciśnieniu osmotycznym
odpowiadającym ciśnieniu wewnątrzkomórkowemu:
Sól fizjologiczna 0,85% roztworu NaCl
0,1% woda peptonowa
Płyn Ringera (0,225% NaCl; 0,0105% KCl; 0,012% CaCl2; 0,005% NaHCO3)
Służą też do krótkotrwałego przechowywania szczepów w formie zawiesina
DEZYNFEKCJE - proces ZABICIA wszystkich form wegetatywnych mikroorganizmów
chorobotwórczych i niechorobotwórczych za pomocą metod fizycznych i chemicznych.
Proces ten nie zapewnia całkowitej jałowości, gdyż pozostają aktywne formy przetrwane
bakterii
STERYLIZACJA wyjałowiane ujęciu mikrobiologicznych to proces polegający na
ELIMINACJI wszystkich mikroorganizmów niezależnie od stadium rozwojowego, a więc
form wegetatywnych i przetrwanych. Proces przeprowadza się metodami mechanicznymi,
fizycznymi i chemicznymi.
BIOSTATYCZNOŚĆ np. bakteriostatyczność hamowanie rozwoju, wzrostu i
rozmnażania drobnoustrojów (biostaza). Po przeniesieniu mikroorganizmów do środowiska
pozbawionego środka dezynfekcyjnego lub po ustaleniu jego działania, mikroorganizmu
odzyskują możliwość wzrostu rozwoju i rozmnażania.
BIOBÓJCZOŚĆ wywołanie efektu letalnego (śmiertelnego), po zastosowaniu danej
substancji czy czynnika.
METODY FIZYCZNE
1. TERMICZNE
Ze sterylizacją termiczną związane SA dwa terminy:
CZAS ŚMIERCI CIEPLNEJ czas potrzebny do zabicia wszystkich
drobnoustrojów tego samego gatunku przy określonej temperaturze i składzie
pożywki.
PUNKT ŚMIERCI CIEPLNEJ temperatura, która zabija hodowlę
bakteryjną w ciągu 10 min.
A. Zastosowanie wysokich temperatur (na sucho)
Wyżarzanie (ez) i opalanie (np. wylotów probówek)
Sterylizacja gorącym, suchym powietrzem (temperatura 160oC 2h lub 180oC
1,5h)
B. Zastosowanie wysokich temperatury (na mokro)
Gotowanie
Sterylizacja gorącą bieżącą para wodną - PASTERYZACJA:
DAUGOTRWAAA (niska; LILT Low Temperature Long Time, 62-
65oC/20-30min)
KRÓTKOTRWAAA (wysoka, HIST High Temperature Short Time)
temperature 72oC/15sekund
MOMENTALNA temperatura 85-90oC/1-2sekundy (pasteryzacja przy
krótkim kontakcie np. metoda pakowania mleka, soków (UHT)
TYNDALIZACJA pasteryzacja frakcjonowana trzykrotna pasteryzacja
przeprowadzona w odstępach co 24h w APARACIE KOCHA
Sterylizacja gorącą parą wodną pod ciśnieniem sterylizacja w
AUTOKLAWIE
Aby uzyskać właściwy efekt sterylizacji w autoklawie proces musi przebiegać w
optymalnej temperaturze, przy odpowiednim ciśnieniu i przez określony czas.
Pomiędzy ciśnieniem, a temperaturą wewnątrz autoklawu, a także pomiędzy
temperaturą, a efektem sterylizacji istnieją ścisłe zależności:
Przy nadciśnieniu:
0,0 atm temperatura w autoklawie 100oC
0,5 - 111,7 - (112) oC
1,0 - 120,6 (121) oC
2,0 - 133,9 (134) oC
Stosując dla poszczególnych temperatur zmienny parametr czasu ekspozycji
uzyskuje się podobne efekty odkażania:
121 oC 2 min
110 oC 20 min
100 oC 200 min
Im wyższe jest ciśnienie wewnątrz kotła tym wyższe są temperatury, a im wyższa
temperatura tym niższy okres sterylizacji stosując zwiększone ciśnienie uzyskuje się
możliwość zniszczenia zarówno form wegetatywnych jak i przetrwalnikowych
Czas sterylizacji zalęzy też od objętości materiału i rodzaju przedmiotów
poddawanych sterylizacji. Im większa objętość tym większy czas.
Niektóre termo wrażliwe produkty płynne (np. mleko) poddaje się sterylizacji
błyskawicznej (UHT Ultra High Temperature) w systemie przepływowym lub
poprzez wtrysk pary wodnej o temperaturze 135-150 oC w czasie 2-9 sekund.
Procedura ta niszczy formy wegetatywne i przetrwane w stopniu zapewniającym
trwałość handlową produktu ( jeśli zostanie zapakowany w sterylnych warunkach)
Wykład 2 04.03.2010
Mikrobiologia przemysłowa
2. promieniowanie (UV, X i gamma)
2.1. UV
zabójcze lub hamujące działanie na mikroorganizmy ma nadfioletowe część widma
słonecznego o długości 250-260nm (258nm w laboratoriach). Ta cześć widma jest najsilniej
absorbowana przez kwasy nukleinowe i powoduje tworzenie się dimerów tyminowych w
DNA (działanie mutagenne)
UV działa biobójczo zarówno na formy wegetatywne, jak i przetrwalne drobnoustrojów.
Najbardziej wrażliwe są wegetatywne formy mikroorganizmów z logarytmicznej fazy
wzrostu.
Pod wpływem promieniowania UV następuje:
Denaturacja lub rozerwanie łańcucha DNA
Hydratacja cytozyny
Dimeryzacja tyminy (najczęściej), cytozyny lub cytozyny z tyminą
Tworzenie wiązań miedzy DNA i białkami
Zmiany w DNA wywołane promieniowaniem UV są naprawiane przez
systemy naprawcze, lub przez udział enzymu fotoliazy, która działa bez
udziału światła; łączy się ona ze zmienionym nukleotydem ?? i przy udziale
światła jest już naprawiany.
Oporność drobnoustrojów na działanie UV charakteryzowana jest na podstawie dawki
naświetlenia D:
D=E*t
Gdzie: D dawka naświetlania UV [mJ/cm2] mJ-milidżule
E- natężenie Światała UV [mW/cm2]
t- czas naświetlania [s]
Stosowane w laboratoriach lampy UV są lampami kwarcowymi, wypełnionymi oparami rtęci,
emitującymi w 95% promieniowanie o długości fali 258nm.
Promieniowanie UV charakteryzuje się słabą przenikliwością wobec czego może być
wykorzystywane tylko do niszczenia mikroorganizmów:
Występujących w powietrzu pomieszczeń
Na odkrytych powierzchniach w pomieszczeniach zamkniętych
W obu tych przypadkach zapylenie musi być nieznaczne.
powierzchnia ma być czysta, to znaczy nie zabrudzona
Sterylizacja promieniami UV stosowana jest w komorach laminarnych, salach operacyjnych,
szpitalach, laboratoriach mikrobiologicznych, a także znalazła zastosowanie w procesach
uzdatniania wody ( musi być klarowna)
Efekt biobójczo promieniowania zależy od:
Objętości napromieniowania powietrza
Wielkości powierzchni
Odległości i ustawienia lamp UV
Czasu emisji promieniowania (nie powinien on być krótszy niż 30 min)
Odległość lampy od sterylizowanej powierzchni (nie może przekraczać 3m)
Ustawienia lamp względem sterylizowanej powierzchni promienie lampy powinny
być ustawione prostopadle do powierzchni
Zależy jeszcze od drobnoustrojów i ich odporności na promieniowanie,
bo jedne mogą ginąc szybko inne nie, od ich aktywności. Formy
wegetatywne są bardzo wrażliwe, formy przetrwalne są odporne na
promieniowanie, jeśli czas sterylizacji byłby za krótki.
2.2 promieniowanie jonizujące (X, gamma)
Promieniowanie to charakteryzuje się bardzo dużą przenikliwością (znacznie większa od
UV), energią i aktywnością biologiczną
Mechanizm bezpośredniego niszczenia drobnoustrojów promieniami gamma polega na
wyzwalaniu energii kinetycznej, która powoduje ubytki, pęknięcia, przestawienia całych
odcinków kwasów nukleinowych lub jest przyczyną błędnego podstawiania zasad
Działanie pośrednie polega na bójczym działaniu promieni poprzez radiolizę wody, jak H2O2 i
wolne rodniki (H+) i (OH-), które inaktywują enzymu oddechowe, fermentacyjne oraz syntezę
białek.
Zastosowanie promieniowania gamma w sterylizacji:
Sprzętu medycznego jednorazowego użytku - np. waciki
Surowców i preparatów farmaceutycznych
Utrwalania produktów spożywczych (świeżych i suszonych owoców i warzyw, mięs,
przypraw i ziół, a zwłaszcza do niszczenia mikroorganizmów w zamkniętych
pojemnikach np. konserwach) jeśli przekroczymy dawkę 10kG promieniowania
może być niebezpieczne dla zdrowia, zmieniane są właściwości i np. smak
produktów
METODY MECHANICZNE
1. filtrowanie
Zasada metody filtracja poprzez sterylne filtry o porach od 0,2-0,4 (0,75)um. Pory są
mniejsze od wymiarów bakterii, odfiltrowane drobnoustroje pozostają na filtrze, a uzyskany
filtrat jest jałowy.
Stosowane filtry:
z ziemi okrzemkowej
ze szkła spiekanego
azbestowe
membranowe
Zastosowanie: sterylizacja materiałów ulegającym w podwyższonej temperaturze zmianom
fizycznym i chemicznym (np. pożywki zawierające witaminy, aminokwasy, surowicę,
mocznik, składniki termolabilne)
2. wirowanie
wirowanie- oddzielenie komórek mikroorganizmów od zawiesiny. Służą do tego wirówki
z regulacją obrotów i czasu wirowania
METODY CHEMICZNE
Chemiczne środki dezynfekcyjne stosowane są do dezynfekcji:
Podłóg, ścian i powierzchni roboczych
Linii technologicznych
Maszyn lub ich części
Skóry
Odzieży ochronnej
Różnią się one aktywnością biologiczną i mechanizmami działania.
AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA, a co za tym idzie skuteczność działania środków
dezynfekcyjnych zależy od:
Rodzaju związku chemicznego
Stężenia i czasu działania dezynfekatora
Rodzaju mikroorganizmu
Wieku i liczebności populacji
Czynników środowiskowych (temperatura, kwasowość podłoża i obecność w nim
innych związków chemicznych, zwłaszcza organicznych)
Bardziej wrażliwe są gram +
Wiek - bardziej wrażliwe są młode bo mogą nie mieć jeszcze
dobrze wytworzonej np. ściany kom.
Temperatura im wyższa tym lepsza dezynfekcja, kwasowość
skuteczniejsza, zw chem powodować będzie strącanie, albo
sorpcje, albo utlenianie itd.
Cechy dobrego środka dezynfekcyjnego:
Dobra skuteczność bójcza
Brak wzbudzania mechanizmów oporności u mikroorganizmów najlepiej tutaj
działają środki utleniające
Doskonała zdolność zwilżania powierzchni
Szybkie działanie i małe stężenie użytkowe
Stabilność w postaci roztworów roboczych
Brak toksyczności w stosunku do ludzi i zwierząt
Brak właściwości niszczących dezynfekowane powierzchnie
Wysoki stopień biodegradacji żeby nie działały tam gdzie nie powinny
Korzystne aspekty ekonomiczne
MECHANIZM DZIAAANIA środków dezynfekcyjnych zależy od struktury i właściwośći
chemicznych substancji aktywnej (biologicznie czynnej) preparatu.
Zastosowany dezynfektor może dać efekt:
-biostatyczny
-biobójczy
Działanie biobójcze może polegać na:
Uszkadzaniu lub zmianie przepuszczalność ściany komórkowej i błony
cytoplazmatycznej
Utlenianiu struktur komórkowych i zakłócenia procesów metabolicznych
Tworzeniu kompleksów z białkami blokowanie grup funkcyjnych (-NH2, -SH, -
COOH)
Dezaktywacji enzymów
Koagulacji cytoplazmy i denaturacji białek ( cytoplazmatycznych, enzymatycznych),
kwasów nukleinowych
Etapy działania środka dezynfekcyjnego:
Adsorpcja środka dezynfekującego na powierzchni komórki
Ż
Zmiana ujemnego ładunku elektrostatycznego komórki i jej rychliwości w polu
eklektycznym
Ż
Zmiany przepuszczalności błony cytoplazmatycznej
Ż
dyfuzja preparatów dezynfekcyjnych do
Uwalnianie z komórki i wydalanie do wnętrza komórki;
podłoży składników cytoplazmy (puryn, -uszkodzenie enzymów błonowych
pirymidyn, pentoz, fosforanów, niektórych - zakłócenie procesów oddechowych i
jonów) metabolizmu sacharydów
- przy wysokim stęż, środka kolejną fazą
jest koagulacja cytoplazmy denaturacja
protoplazmatycznych i enzymatycznych
białek oraz kwasów nukleinowych
ż
ŚMIERĆ
Oporność drobnoustrojów na działanie środków dezynfekcyjnych
Narastanie oporności wobec środków dezynfekcyjnych jest większe u G(-) pałeczek, u
bakterii G(+) proces ten jest znacznie wolniejszy
Podstawową przyczyną narastania oporności drobnoustrojów są błędy popełniane w technice
dezynfekcji.
Mechanizmy powstania oporności
Jeden szczep bakteryjny może posiadać kilka odrębnych mechanizmów oporności
Formy oporne mogą powstać w wyniku:
Samoistnej mutacji
Fenotypowej adaptacji
Oporność drobnoustrojów uwarunkowana genetycznie polega na uruchomieniu odpowiednich
mechanizmów biochemicznych odpowiedzialnych za:
Zmiany w podjednostkach rybosomów
Zmniejszenie lub wyeliminowanie możliwości łączenia się preparatu z komórką
Biosyntezę enzymów hydrolizujących lub inaktywujących dany związek
Zmniejszenie przepuszczalności ściany komórkowej i błony komórkowej
Zmiana szlaku metabolicznego
W procesach biotechnologicznych szczególnie niebezpieczna jest:
Oporność nabyta, niedziedziczna, ujawniająca się w wyniku naturalnej selekcji i
adaptacji podczas ekspozycji szczepów na niskie stężenie dezynfektantów
związana ze zmianami metabolicznymi, z predyspozycjami komórki,
fenytopowymi
Oporność nabyta, dziedziczona, będąca efektem mutacji lub pobrania od opornych
bakterii fragmentów DNA kodującego cechę oporności nawet na kilka związków,
przenoszony materiał genetyczny może być pochodzenia chromosomowego
Oporność chromosomalna lub cytoplazmatyczna (tzw. odporność
pozachromosomalna, kodowana przez geny zlokalizowane w plazmidach).
Wykład 3 11.03.2010
Mikrobiologia przemysłowa
Ważniejsze grypy związków stosowane w dezynfekcji
1. Fenole i pochodne
preparaty w których substancje aktywne to krezole, ksylofenole, bifenole
dobra aktywność przeciwbakteryjną, znikomy wpływ na przetrwalniki bakteryjne
i zarodniki grzybów (denaturacja białek ścian i błon komórkowych)
max. biobójczość w środowisku kwaśnym
toksyczne i słabo biodegradowalne coraz rzadziej stosowane
2. Czwarto wartościowe sole amoniowe (QAC-pochadne pirydyny)
kationowe związki powierzchniowo czynne, obniżające napięcie
powierzchniowe, wykazują dobrą zwilżalność, wysoka trwałość preparatu
stężonego i roztworu roboczego (np. sterinol. Laurosept)
szerokie spektrum, silne działanie (bakterie G+ i G-, pleśnie, drożdże, wirusy),
długotrwały efekt
mechanizm działania zmiana przepuszczalności ściany i błony komórkowej
biobójczość osłabia obecność w środowisku zanieczyszczeń (białka, tłuszcze,
mydła, detergenty)
powinny być stosowane naprzemiennie z innymi związkami, bo drobnoustroje
się szybko na nie uodporniają
rys.1
3.Związki chloru
Najczęściej stosowane jest podchloryn sodu (oksochloran sodu NaOCl), którego
aktywność zależy od równowagi w roztworze pomiędzy HClO/OCl-
Najsilniejsze działanie w środowisku kwaśnym (pH 5,0-6,0)
W zetknięciu z komórkami drobnoustrojów wydziela zjonizowany tlen, który
denaturuje białka, niszczy błonę cytoplazmatyczną oraz inaktywuje enzymy z
grupami SH
Biobójcze działanie w stosunku do bakterii drożdży, grzybów i wirusów, niszczy
również formy przetrwalnikowe
Stosowany np. do czyszczenia basenów, dość powszechny w stosowaniu, ale trzeba
pamiętać że to związki mogą być niebezpieczne bo w obecności grup aminowych
tworzą się związki kancerogenne (chloraminy)
Nie ma możliwości wytworzenia na nie odporności
4, związki nadtlenowe
kwas nadotowy, nadtlenek wodoru, nadsiarczan potasowy, nadmanganian
potasu, ozon
aktywne w stosunku do form wegetatywnych i przetrwalnych bakterii
komórki drobnoustrojów nie wytwarzają oporności na tą grupę związków
uszkodzenia błony biologicznej, powstający rodnik tlenowy jako element silnie
reaktywny reaguje m.in. z kwasami nukleinowymi, białkami itp.
5. alkohole (etanol, izopropanol)
Szerokie działanie bakteriobójcze w stosunku do form wegetatywnych G+ i G-
Biobójczość polega na denaturacji białek i jest uwarunkowana obecnością wody
(najsilniejsze działanie 50-70% r-r wodny), która ułatwia penetrację alkoholu do
komórki
Obecność zanieczyszczeń organicznych obniża skuteczność działania ( to może
odnosić się do wszystkich środków dezynfekujących )
Ich efektywność wzrasta wraz z ilością węgli w cząsteczce, w odróżnieniu do
aldehydów, gdzie jest odwrotnie
6. Jodofory
Kompleksowe połączenia jodu z polimerami, biopolimerami lub związkami
powierzchniowo czynnymi, pełniącymi rolę nośników
Uwalniany jod utlenia grupy SH oraz tworzy kompleksy z białkami błony
cytoplazmatycznej
Max. aktywność pH 2,0-4,0
Szerokie spektrum biobójcze
powodują korozje i przebarwienia
7.aldehydy
Aldehydy: mrówkowy, glutarowy, formalina denaturacja białek
Rys2
Znaczna toksyczność (zakaz kontaktu z żywnością)
Wysoka biobójczość w stosunku do form wegetatywnych i przetrwalnych bakterii
G+ i G-, grzybów, wirusów
Aktywność pH 7,5-8,5
8.sole metali ciężkich
Biobójcze działanie wykazują głownie związki metaloorganiczne, tworzą połączenia
z grupami SH białek, działają na formy wegetatywne bakterii
Sole srebra (azotany, cytryniany, mleczany), tworzą połączenia z grupami SH
enzymów i białek strukturalnych komórki
9. barwniki organiczne
Aagodne antyseptyki, jako związki o charakterze zasadowym łatwo przenikają przez
błonę cytoplazmatyczną
Barwniki trifenylometanowe (filet krystaliczny, zieleń malachitowa i brylantowa)
niszczą bakterie G+, a 10-krotnie wyższe stężenie również bakterie G- (bo mają
lipopolisacharyd ograniczający wnikanie barwnika do środka), reagują z kwasami
nukleinowymi, powodując śmierć komórki
Barwniki akrydynowe hamują syntezę DNA, co zapewnia szerokie spektrum ich
działania
10. tlenek etylenu
Gaz o działaniu alkilującym, bakterio- i wirusowobójczy, niszczy również
przetrwalniki
Do sterylizacji używa się czystego tlenku etylenu lub w mieszaninie z CO2 (1:9)
Sterylizacja prowadzona jest w komorach gazoszczelnych w temp. 30-65st D, przy
względnej wilgotności 40-60%, przy stężeniu do 1200 mg/l
Zaletą tego gazu jest duża przenikliwość, również przez tworzywa sztuczne, ze
względu na możliwość sorpcji gazu przez wyjaławiany materiał, konieczny jest okres
tzw. Resorpcji
Wyjaławianie materiałów i sprzętu medycznego, wykonanych z tworzyw sztucznych
Rys 3
Określenie siły działania środków dezynfekujących
Ocena taka wymaga określenia:
Działania biostatycznego
Działania biobójczego
Stężenia użytkowego
Szczepy bakterii zalecane do dezynfekcji:
Staphylococcus aureus NCTC 4163
Escherichia coli NCTC 8196
Proteus vulgaris NCTC 4635
Pseudomonas aeruginosa NCTC 6740
Przeciwgrzybiczne:
Trichophyton gypseum
Canodida albicous
Microsporum gypseum
*określenie działania bakteriostatycznego celem jest ustalenie najmniejszego stężenia
substancji, hamującej wzrost bakterii (MIC minimal inhibitory concentration)
Rys 4 wyznaczanie MIC metodą zwiesinową
Jeżeli preparat nie spowoduje zmętnienia podłoża to znaczy ze preparat zadziałał na tyle
skutecznie ze nie dopuścił do rozwoju drobnoustrojów
Jeśli środek (preparat dezynfekujący) spowoduje zmętnienie pobiera się preparat ezą i
posiewa na płytki tam gdzie nie będzie wzrostu znaczy że jest działanie hamujące na wzrost
bakterii
Stężenie graniczne pierwsze stężenie w którym nie występują zmętnienie - bakterie
**określenie działania bakteriobójczego celem jest ustalenie najmniejszego stężenia
substancji działającego bakteriobójczo, (MBC minima bactericidal concentration).
Wartość MBC ustala się po ustaleniu MIC, wykorzystując w tym celu 2 z 4 szczepów
wzorcowych, dla których wartości MIC były najwyższe.
Środek Stężenie środka Czas(min) Czas(min) Czas(min)
dezynfekcyjny dezynfekującego 5 10 15
w ml lub %
Związek 5 + + -
wzorcowy 10 + + -
15 + - -
20 + - -
Związek badany 5 + + +
10 + + +
15 + + -
20 + + -
25 + - -
30 + - -
35 - - -
Rys.5 zdjęcieJ
Wykonujemy sobie rozcieńczenia i przygotowujemy zawiesinę testowanych szczepów. Przed
rozpoczęciem, żeby uniknąć szoku termicznego, wszystkie probówki umieszcza się w łazni
wodnej żeby wyrównać temperaturę. Test właściwy do każdej probówki w odstępnie 5s
wprowadza się zawiesinę (w różnych rozcieńczenia). Po 5 min zawiesina traktowana jest
odpowiednim roztworem
Wyniki uzyskane przy wyznaczani MBC dla preparatu wzorcowego i badanego pozwalają
określić tzw. Współczynnik aktywności, który wskazuje ile razy badany preparat jest słabszy
lub silniejszy od preparatu wzorcowego
Współczynnik preparatu wzorcowego/ współczynnik preparatu badanego =15/25=0,6
oznacza ze preparat badany ma 60% skuteczności
Gdzie:
*współczynnik preparatu wzorcowego najmniejsze stężenie preparatu nie niszczące bakterii
po 5 min ale zbabiające po 10
*współczynnik preparatu badanego najmniejsze stężenie preparatu nie niszczące bakterii po
5 min ale zabijające po 10
***Ustalenie stężenia użytkowego
Jest to takie stężenie środka, które użyte w praktyce spowoduje zniszczenie
mikroorganizmów. Jeżeli wyniki te są odmienne dla różnych szczepów, za stężenie użytkowe
przyjmuje się największe rozcieńczenie działające jeszcze bakteriobójczo na najbardziej
oporny szczep użyty do badania.
Rys. 6
Dezynfekcja jest zadowalające jeżeli we wszystkich 10 próbach nie zaobserwujemy wzrostu
Ocena skuteczności dezynfekcji
a. metoda fizykochemiczna
ekspozycja specjalna spreparowanej taśmy na określoną temperaturę (np.
121st C) przez określony czas (15min) powoduje pojawienie się napisu
AUOTLAVED, co potwierdza prawidłowość warunków sterylizacji.
Wkładam kapilarę do autoklawu, w środku jest substancja której temp
topnienia wynosi np. 120 st jeżeli temperatura w autoklawie nie osiągnie
tej temperatury to się nie stopi
b. metody biologiczne wykorzystanie przetrwalników Bacillus lub
Clostridium
Sporal A wyjaławianie w gorącej parze wodnej po ciśnieniem min
temp 121 st C przez 20 min
Sporal C wyjaławianie suchym gorącym powietrzem minimalna temp
160st C przez 2h lub 150 st przez 2,5h, lub 140st przez 3 h
c. metody posiewu wysiew wysterylizowanej probówki na podłoże
hodowlane
d. metoda termostatowa umieszczenie wyjałowianych prób w temp
37st C przez 1-10 dni
e. kontrola przepuszczalności filtrów
Mikrobiologia przemysłowa 18.03.2010
wykład 4
yródła zakażen w przemyśle
- Zakażenia pierwotne spoza zakładu przemysłowego
1. surowe
2. woda
3. powietrze
-zakażenia wtórne wewnątrzzakładowe:
1. sprzęt technologiczny, aparatura, materiały filtracyjne, węże, formy itp.
2. powietrze w pomieszczeniach produkcyjnych
3.odziez i obuwie pracowników
4. Brudne ręce pracowników
5. Brak masek ochronnych i czepków
6. Nosicielstwo chorób itp
Analiza ilościowa mikroorganizmów
I. metody bezpośrednie mikroskopowe
II. metody pośrednie hodowlane, wagowe, optyczne
I. metody bezpośrednie mikroskopowe
Opierają się na bezpośrednim liczeniu mikroorganizmów w preparacie mikroskopowym
Różnice pomiędzy metodami wynikają z różnic w przygotowaniu prób i metod przeliczania
na jednostkę objętości materiału
1. liczenie przy użyciu komór komory Thoma, Burkera, Howarda pozwalają na
obserwacje tylko dużych komórek, takich jak drożdże, zarodniki grzybów i strzępki
grzybki
a) hemocytometry czyli komory Thoma
rys 1
liczba drobnoustrojów 1 ml to:
L=4*106*n*a
Gdzie n rozcieńczenie zawiesiny drobnoustrojów
a średnia zawartość komórek w polu
b) komory Burkera
liczba drobnoustrojów 1 ml to:
L=2,5*105*n*a
Gdzie n rozcieńczenie zawiesiny drobnoustrojów
a średnia zawartość komórek w polu
c)
2. liczenie drobnoustrojów w preparacie przyżyciowym (bezpośrednim)
L=(1000/Ąr2*h)*n*a
Gdzie
n rozcieńczenie zawiesiny drobnoustrojów
a średnia zawartość komórek w polu widzenia
r- promień pola widzenia [mm]
h grubość warstwy cieczy miedzy szkiełkami
[0,01mm]
liczenie przeprowadzić w 3 preparatach zliczając w każdym po 20 pól
3. liczenie metodą Breeda w preparacie barwionym zasada tej metody polega na
wykonaniu równomiernego rozmazu określonej objętości hodowli, pobranej
kalibrowaną pipetą Breeda (0,01ml) na znanej powierzchni odtłuszczonego szkiełka
podstawowego, wysuszeniu, utrwaleniu i wybarwieniu preparatu.
Liczba drobnoustrojów:
L=(A/Ąr2)*a*x
Gdzie A- pole rozmazu (100mm2)
a średnia zawartość komórek w polu widzenia
x- 100. przelicznik dla pipety Breeda
r- promień pola widzenia wyznaczony mikrometrem
obiektywowym
liczenie przeprowadzić w 3 preparatach zliczając w każdym po 20 pól
4. Metoda DEFT ( Direct Epifluorescent Filter Technique)
Metoda oparta o mikroskopie fluorescencyją. Pod mikroskopem liczone SA drobnoustroje
osadzone na filtrze membranowym, o porach 0,45źm, po uprzednim ich wybarwieniu
fluorochromami (np. oranż akrydyny). Metoda umożliwia odróżnienie komórek
żywych od martwych: żywe fluoryzują na żółto lub pomarańczowo, martwe na
zielono. Metoda stosowana do określania liczebności mikroorganizmów np. w produktach
spożywczych, świeżych jak i przetworzonych w tym w mrożonkach
Zalety: szybko, dokładnie, tanio. Najlepsze wyniki uzyskuje się w zakresie 1204 do 107
komórek drobnoustrojów w 1 ml.
II. Metody hodowlane
oparta na zdolności drobnoustrojów do wzrostu i rozmnażania, dzięki czemu oznacza się
tylko żywe komórki zdolne do wzrostu na pożywkach płynnych (metoda rozcieńczeń) lub
pożywkach stałych (metoda płytkowa i jej modyfikacje)
Posiew podstawowa metoda diagnostyki mikrobiologicznej polegająca na przeniesieniu
pobranego materiału biologicznego (ze środowiska, z hodowli, od pacjenta itd.) na
odpowiednie podłoże mikrobiologiczne, umożliwiające wzrost drobnoustrojów w taki
sposób, żeby ostatecznie uzyskać pojedyncze, odizolowane kolonie bakterii, czy grzybów.
Posiew jest podstawą do identyfikacji drobnoustrojów, określenia (wykorzystując niektóre
metody) ilości mikroorganizmów w wyjściowej zawiesinie, przechowywania szczepów
oraz określenia ich oporności na czynniki środowiskowe, w tym lekooporności
Metod i sposobów posiewu jest wiele lecz jedynie kilka jest powszechnie używanych
Do posiewów, aby uzyskać wiarygodne wyniki, używamy:
-jałowych podłoży hodowlanych (płynnych lub stałych)
-sterylnego sprzętu
a. ezy posiew na skosy agarowe, podłoża płynne, izolacja czystych kultur
b. drucika hodowle kłute na podłożach stałych
c. głaszczki posiew na podłoża stałe
d. pipety posiew na podłoża stałe i płynne
e. welwet w metodzie replik (podłoża stałe).
1. Metoda rozcieńczeń Listera RYSUNEK
Metoda rozcieńczeń stosowana jest głównie do:
- izolowania czystych kultur ze środowiska płynnego
-określania miana mikroorganizmów w danym środowisku
- określenia NPL (najbardziej prawdopodobnej liczby mikroorganizmów w 100 ml
materiału wyjściowego) w oparciu o statystyczne opracowanie zawarte w tablicach
McCrady`ego
2. metoda płytkowa (m. Roberta Kocha 1881)
-określenie liczby drobnoustrojów
-izolowanie czystych kultur
-obserwacje morfologiczne
- określenie właściwości biochemicznych drobnoustrojów
Wada metody wyniki zawsze zaniżone w stosunku do rzeczywistości, co wynika z :
-braku uniwersalnego podłoża hodowlanego i warunków inkubacji,
-występowania niektórych bakterii w skupiskach i łańcuszkach (kolonie tych bakterii
rozwijają się często nawet z kilkudziesięciu komórek )
W związku w powyższym liczebność bakterii w metodzie płytkowej podaje się jako JTK
(jednostka tworzenia kolonii z ang- CFU colony forming units)
a) rozcieńczenie materiału
b) posiewy na płytki Pietriego metoda wgłębna i powierzchniowa
c) inkubacja czas i temperatura inkubacji jest determinowana rodzajem wysianych
mikroorganizmów. Płytki agarowe inkubuje się zawsze odwrócone dnem do góry (aby
zapobiec rozpraszaniu i rozmywaniu rosnących kolonii bakterii poprzez wodę
kondensacyjną), płytki żelatynowe w pozycji normalnej
d) liczenie po okresie inkubacji liczymy wyrośnięte kolonie, odrzucając płytki z liczbą
kolonii powyżej 300, liczba poniżej 30 również jest wątpliwa, gdyż przypadkowe
zakażenie może wpłynąć istotnie na wynik końcowy. Jeżeli na płytkach z powtórzeń
różnica nie jest większa niż 10%, to wyniki ze wszystkich płytek uśredniamy. Wyniki
skrajne odbiegające należy odrzucić
Wynik (L) podaje się w JTK w 1 ml lub gramie badanego materiału, korzystając ze wzoru:
L=a*b*c
Gdzie:
a- średnia liczba wyrosłych na płytkach kolonii
b- odwrotność rozcieńczenia z którego wykonano posiew
c- współczynnik, dla metody powierzchniowej, przyjmuje on wartość 10 co odpowiada
0,1 ml posiewanego materiału dla metody wgłębnej jest to analogicznie 1.
3. modyfikacje metody płytkowej Kocha
A. metoda filtrów membranowych stosowana do określania ilości drobnoustrojów w
środowiskach wodnych, w których ich ilość jest niewielka, poniżej 20-30 komórek w 1 ml, co
wiąże się z koniecznością ich zagęszczenia w jednostce objętości, poprzez sączenie
określonych objętości badanych płynów.
B. metoda posiewów spiralnych (ang. Spiral plate metod)
C. metoda kropelkowa
metoda całkowicie zautomatyzowana poprzez zastosowanie aparatu typu Droplett
składającego się z mikropipety i licznika kolonii bakterii
D. metoda mikrohodoli Frosta- wykorzystuje się mikrohodowle, na szkiełku zaznacza się
określoną powierzchnie w której umieszcza się materiał badany i dociska szkiełkiem
E. Metoda posiewu ezami plate loop- stosowana w przemyśle mleczarskim, bierze się
pobiera oczko spreparowanej ezy, która jest połączona ze strzykawka i nakłada się na płytke
petriego
F. Metoda roll tube- robi to aparat, aparat& .
Mikrobiologia przemyslowa - 25.03.2010.
Metody hodowlane
G. Gotowe zestawy z podłożami naniesionymi na plastikowe paski - służą do określenia
stopnia mikrobiologicznego zanieczyszczenia, przeznaczone głównie dla zakładów
przemysłowych nie posiadających zaplecza laboratoryjnego. Można badać paskami np.
powierzchnie ścian
Metoda zanurzeniowa pasek zanurzamy w interesującym, nas roztworze na kilka sekund
Petrifilmy jałowe plastikowe płytki zawierające gotowe pożywki, przykryte folią
polietylenową. Na płytkach zaznaczone są kwadraty o pow. 1 cm2 ułatwiające liczenie
wyrosłych kolonii
Wady i zalety metod hodowlanych
Wady
- Mikroorganizmy występujące w połączeniach oceniane są jako jedna komórka
- Uwzględniane są jedynie mikroorganizmy zdolne do rozwoju w danych warunkach
hodowlanych (pożywka, temperatura, tlen)
- Długi czas pomiędzy wysiewem a uzyskaniem wyniku
Zalety
- Możliwośd obserwacji morfologicznych zarówno komórek jak i kolonii
- Oznaczanie tylko osobników żywych
Wady i zalety metod mikroskopowych
Wady
- Możliwośd liczenia drobnoustrojów dopiero powyżej 105 komórek/ml
- Brak informacji o aktywności i żywotności mikroorganizmów (z wyjątkiem DEFT)
- Mogą byd stosowane do liczenia dużych komórek
Zaletą jest szybkie otrzymanie informacji o ilości drobnoustrojów w analizowanej próbie
4. Metody wagowe
Stosowane do określenia biomasy mikroorganizmów poprzez oznaczanie ciężaru świeżej lub
suchej biomasy
Ciężar świeżej biomasy określa się po odwirowaniu komórek (bakterie, drożdże) lub
odsączeniu (drożdże, pleśnie). Wilgotna masa zawiera ok. 10-25% suchej masy
Sucha biomasę bakterii i drożdży określa się następująco: po odwirowaniu i
przemyciu komórek, suszy się je do stałej wagi w 105oC, dla pleśni po przesączeniu
zawiesiny przez sączek, następnie suszy się do stałej wagi (waga sączka znana)
5. Metody optyczne
Wykorzystują zależność wzrostu mętności roztworu wraz ze wzrostem liczebności
mikroorganizmów. Metody te mogą być stosowane jedynie do kontroli wzrostu
mikroorganizmów w klarownych pożywkach płynnych. Wyróżniamy tu metody :
turbidymetryczne i nefelometryczne
Metody turbidymetryczne polegają na pomiarze światła zaabsorbowanego przez
zawiesinę drobnoustrojów. Do tego służą kalorymetry lub spektrofotometry.
Stosowana długośd fali zależy od zabarwienia podłoża żółtego 540 nm
Wynik podaje się jako wartośd ekstynkcji (ang. OD optical den sity) lub % transmisji
Próbą kontrolną jest jałowa pożywka, następuje odczyt 100% przepuszczalności
światła
Wyznaczając krzywą wzorcową, będącą liniową zależnością pomiędzy zawartością
suchej biomasy a ekstynkcją
E = f(s.m.)
Możemy odczytad zaw. Suchej biomasy w badanej próbie
Metody nefelometryczne polegają na pomiarze natężenia światła rozproszonego w
zawiesinie drobnoustrojów przy pomocy urządzenia zwanego nefelometrem.
Natężenie światła po przejściu przez zawiesinę jest odwrotnie proporcjonalne do jej
gęstości. W metodzie tej zazwyczaj stosuje się skalę McForlanda, która składa się z
10 wzorców, zawierających różne stężenia chlorku baru. Zmętnienie ich odpowiada
zmętnieniu zawiesiny bakterii, od 3*108 do 3*109 komórek w ml zawiesiny
Szybkie metody detekcji poziomu zanieczyszczeń mikrobiologicznych możemy podzielić na
biochemiczne i biofizyczne
Metody biochemiczne:
- Oznaczanie aktywności enzymów (dehydrogenazy, katalaza)
- Oznaczanie poziomu określonych metabolitów i półproduktów (ATP, pirogronian,
endotoksyny)
- Oznaczanie wzrostu zawartości wolnych kwasów tłuszczowych (EFA) w środowisku
jako efekt działalności lipolitycznej, zaw. NH3 aktywnośd proteolityczna, kwasów
aktywnośd kwasząca, CO2 aktywnośd metaboliczna
- Oznaczanie zawartości specyficznych składników komórkowych (chityna, ergosterol)
dotyczy grzybów
Metody biofizyczne
- Met. Turbidymetryczne
- Metody oparte na pomiarze zmiany impedancji czy konduktancji środowiska pod
wpływem rozwoju mikroorganizmów
- Metody radiometryczne
- Kalorymetria
- Cytometria przepływowa
Metody izolacji czystych kultur
Czysta kultura populacja wyrosła z jednej komórki
Izolację czystych kultur:
- Najczęściej przeprowadza się na podłożach zestalonych agarem
- W badaniach rutynowych stosuje się metodę płytkową, rozcieoczeo (Listera),
kropelkową
- W badaniach naukowych zalecane wykorzystanie mikromanipulatora
Metoda Listera obarczona błędem, bo bardzo rozcieńcza się materiał aż do momentu, kiedy
przewidujemy że będzie jedna komórka
W badaniach rutynowych izolację czystych kultur najczęściej przeprowadza się metodą
płytkową Kocha
Znane są 3 warianty tej metody
1. Metoda posiewu rysą (posiew redukcyjny)
- Na całej powierzchni płytki Petriego
- Metoda rozsiewu sektorowego
2. Metoda posiewu powierzchniowego
3. Metoda płytek lanych
Skosy raczej do przechowywania szczepu niż do izolacji
W badaniach naukowych zalecana jest bezpośrednia metoda izolowania czystych kultur z
zastosowaniem mikromanipulatora
Pomocnicze metody izolacji czystych kultur
W celu selekcji mikroorganizmów wykorzystuje się różnice fizjologiczne i biochemiczne
drobnoustrojów, które pozwalają poprzez określone zabiegi hodowlane stymulować lub
ograniczać rozwój określonych drobnoustrojów. Manipulacje te mogą obejmować:
- Skład i pH pożywki
- Temperatura hodowli
- Ciśnienie osmotyczne
- Natlenienie hodowli
- Stosowanie selektywnych inhibitorów wzrostu (np. nystatyna, aktidion wztrzymuje
rozwój grzybów, chloramfenikol bakterii)
Metody hodowli drobnoustrojów
Przy wyborze metody hodowli drobnoustrojów należy uwzględnić:
- Wymagania pokarmowe
- Wymagania co do warunków wzrostu temperatura, natlenienie, ciśnienie
osmotyczne, pH
W badaniach mikrobiologicznych stosuje się 3 typy hodowli:
a) Hodowle okresowe (statyczne lub wstrząsane)
b) Hodowle ciągłe
c) Hodowle synchronizowane
Hodowle okresowe drobnoustroje namnaża się w systemie zamkniętym, do czasu
całkowitego wyczerpania składników pokarmowych lub zatrucia produktami własnego
metabolizmu
Obserwuje się tu szereg faz fizjologicznych, które są wyrazem zmian w metabolizmie i we
wzajemnym oddziaływaniu między komórkami a środowiskiem
W przypadku bakterii i drożdży wzrost drobnoustrojów określa się na podstawie wzrostu
liczby komórek, co zdefiniowane jest jako
Liczba komórek/ml*h
Parametrem stosowanym do pomiaru wzrostu drobnoustrojów tworzących wielokomórkowe
plechy (grzyby, promieniowce) jest stężenie biomasy wzrost definiowany jest jako szybkość
zmian stężenia suchej masy komórek, czyli jako
g s. m./dm3*h
W precyzyjnych badaniach wzrost drobnoustrojów określany na podstawie stężenie
składników komórki związanych ze wzrostem lub ich rozmnażaniem, a zatem na podstawie
zawartości
- Azotu komórkowego
- Białka
- DNA i RNA
Mikrobiologia przemysłowa wykład 6 08.04.2010
Metody hodowli drobnoustrojów
Wzrost mikroorganizmów w hodowli okresowej można opisać graficznie, przedstawiając
zależność liczby komórek lub biomasy od czasu trwania hodowli
Zapis graficzny hodowli okresowej to tzw. krzywa wzrostu, w której można wyróżnić kilka
faz.
Rys 1.
fazy hodowli okresowej:
1. LAG FAZA
Faza zastoju,
czas trawia tej fazy jest różny zprzyalezy od
- indywidualnych właściwości organizmu i wielu czynników. Mikroorganizmy mogą
przechodzc szok termiczny po wprowadzeniu do reaktoru, będą potrzebowac roznego czasu
żeby się z tego szoku otrząstac, zanim przejdą do podzialu
- Podloze jego sklad (odczyn i warunki termiczne); przygotowuje in lokulum( zasiew)???,
mikoorganizmy muszą do tego podloza przystosować
- stanu fizjologicznego zaszczzepu czy jest w postaci spor(muszą najpierw wykielkowc) czy
jako aktywna biomasa (krotsza będzie w tym wypadku)
- wielkość zaszczepu nie może być zbyt duza, bo zmiejsza to przestrzec zyciową
W fazie lag dochodzi do rozrostu biomasy pojedynczej komorki, przyrost ilości DNA, ogolnie
przygotowanie do podzialu
2. FAZA LOGARYTMICZNEGO WZROSTU (WYKAADNICZA)
Taki przebieg jest możliwy tylko w warunkach laboratoryjnych, bo mają optimum zyciowe i
dzielą się za każdym razem tak ze uzyskuje się podwojenie ich ilości
W naturze tak nie jest bo nie ma Az tak optymalnych warunków i nie kazda Komorka
przetrwa.
Dynamiczny rozwój populacji ( podwojenie biomasy)
Trwa tak dlugo do póki jest odpowiednia ilość substancji odżywczych i odpowiednie warunki
(odczyn zbyt niski - zle , temperatura, przestrzen zyciowa)
3. FAZA ZWOLNIONEGO WZROSTU - tropofaza
Zaczynaja te drobnoustroje wolniej się Dzielic, czas generacji (podwajania) jest już
zwolniony, są przymulone , skończyły się czasy szaleństwa, jest mniej składnika
pokarmowego.
Nie dzielą się na potęgę, zmniejsza się wielkość komórek
4. FAZA STACJONARNA - idiofaza
Liczba komórek powstający jest rowna liczbie Komorek obumierających.
Bardzo charakterystyczne: na skutek zakłóceń metabolizmu wewnętrznego, dochodzi do
nagromadzenia się roznych metabolitów w komórce (wewnątrz) i SA one wlączane do
cyklów metabolitów wtórnego i powstają metabolity wtórne, a one sA zbednę, jest to odpad,
ale pozwala na to że mikroorganizmy są konkurencyjne (bo te metabolity to antybiotyk,
alkaloid) JA TUTAJ PANUJE! (antybioza)
5. FAZA ZWOLNIONEGO ZAMIERANIA
Przewaga procesow obumierania biomasy nad jej powstawaniem
6. FAZA LOGARYTMICZNE ZAMIERANIA
Zalezy od właściwości indywidualnych drobnoustorjów
RYS 2
Czas generacji (G) definiowany jest jako czas (t) dzielony przez liczbę generacji (n)
powstałych w tym czasie czyli:
G=t/n
Hodowle okresowe wielokrotne biomasa z pierwszego bioreaktora sluzy do
zaszczepiania jej w kolejnym bioreaktorze. Można to stosowac jak szczep ma mala
podatność na mutacje.
Hodowlan okresowa półciągła do reaktora wprowadza się albo cyklicznie albo
niecyklicznie jakąs objętość podłoza hodowlanego; niecykliczna obserwujemy
zawartość stężenia określonego czynnika; cykliczna porcjami, systematycznie się
wprowadza dany czynnik wzrostu; wieksza możliwość zanieczyszczenia bioreaktora,
możliwa regulacja odczynu
Wady i zalezy hodowli okresowych:
Zalety:
- prostota prowadzeni (zrobic podloze, wyjałowic je i zaszczepic biomasą i czekac co się
stanie)
- trwałość warunków jałowych możliwość zakazenia minimalna
- zapobiegamy degradacji szczepu, bo je odnawiamy z czystego zasiewu (bez hodowli
okresowych)
Wady:
- niska wydajność
- brak regulacji odczynu, zawartości składników pokarmowych z wyjątkiem hodowli
półciągłej
Zastosowanie:
- produkcja biomasy (konczy się na II fazie)
- produkcja metabolitów wtórnych (antybiotyki, alkaloidy, niektóre witaminy) (konczy się
w fazie IV)
-
II. Hodowle ciągłe nieprzerwany rozwój drobnoustrojów reguluje dopływ porcjowanej,
świeżej pożywki przy jednoczesnym odpływie takiej samej ilości zużytego podłoża wraz z
produktami metabolizmu.
Typ hodowli stosowany do:
a. specjalnych badań eksperymentalnych
b. przemysłowej produkcji biomasy
c. w przemyśli fermentacyjnym do produkcji związków chemicznych
rys 3
a. zasadą chemostatu jest stan równowagi pomiędzy szybkością wzrostu ź i szybkością
rozcieńczani a hodowli D czyli ź =D, co zapewni stałą szybkość wzrostu komórek i
liczbę komórek w fermentatorze
b. gdy ź
gdy ź >D nadmiernie wzrasta zawartość biomasy w fermentatorze, co powoduje
wyczerpywanie się pożywki i gromadzenie się metabolitów
Hodowle ciągłe pomimo. Że pozwalają na wyeliminowanie zmienności warunków hodowli w
trakcie jej trwania, to w praktyce przemysłowej powszechność ich stosowania jest
ograniczone.
Ograniczenie to wynika z:
a. możliwość degeneracji szczepów szczepy SA podatne na mutacje spontaniczne
b. selekcji osobników o gorszych cechach biotechnologicznych
c. trudności zachowania czystości mikrobiologicznej
d. tendencji do tworzenia przez niektóre mikroorganizmy kłaczków lub agregatów
powodujących zarastanie ścian i przewodów fermentatora.
Procesy ciągłe stosowane są najczęściej do:
- otrzymywania białka paszowego
- produkcji etanolu, butanolu, acetonu, kwasów organicznych, niektórych antybiotyków
- przy oczyszczaniu ścieków metodą osadu czynnego
III. hodowle synchronizowane rozmnażanie większości osobników odbywa się
równocześnie, a cała hodowla znajduje się w wyrównanym stadium fizjologicznym tzn. w
takiej samej fazie rozwoju osobniczego
-można pobierac próbki biomasy
Sluzą do badania których nie można przeprowadzic na jednej komórce
Rys.4
Hodowle synchronizowane znajdują zastosowanie w przypadku specjalnych celów
badawczych, takich jak w pojedynczej komórce zawartości:
a. enzymów
b. rożnych typów RNA
c. innych związków wielkocząsteczkowych
synchronizację podziałów komórkowych można osiągnąć poprzez:
a. selekcję z populacji osobników znajdujących się w tym samym stadium rozwoju
b. synchronizację cyklu komórkowego wszystkich organizmów poprzez zmianę składu
pożywki
Wykład 7
Podział mikroorganizmów na grupy fizjologiczne
W oparciu o wymagania pokarmowe i środowiskowe mikroorganizmy dzielimy na liczne
grupy fizjologiczne, obrazujące możliwości wzrostu w określonych warunkach, co z kolei jest
konsekwencją określonego wyposażenia enzymatycznego mikroorganizmów. Określony
gatunek, w zależności od rozpatrywanych kryteriów, można zaklasyfikować do kilku różnych
grup fizjologicznych
Mikroorganizmy grupujemy ze względu na wykorzystywane:
yródło węgla i elektronów
Autotrofy CO2
Heterotrofy
yródło energii
Fototrofy słooce
Chemotrofy związki organiczne
yródło donorów wodoru
Litotrofy (zw. Nieorg.) ->NH3 nitryfikacja
Organotrofy (zw. Org.)
Schemat z Chmiela: sposoby oddychania organizmów żywych
Ponadto mikroorganizmy można podzielić:
- W zależności od rodzaju wykorzystanych ostatecznych akceptorów elektronów na:
a) Tlenowe (aeroby)
b) Beztlenowe (anaeroby) względne lub bezwzględne (fermentacja, oddychanie
azotanowe, siarczanowe)
Są również formy tolerujące niskie stężenie tlenu, tzw. Mikroaerofile
Anaerostaty do hodowli beztlenowców
Schemat z Chmiela: ważniejsze typy oddychania u drobnoustrojów
- W zależności od preferowanej temperatury na:
a) Psychrofile (zimnolubne)
b) Mezofile (ciepłolubne)
c) Termofile (gorącolubne)
Mikroorganizm Temp. min. [oC] Temp. Optymalna [oC] Temp. maks. [oC]
Psychrofile -7 10-20 25-30
Mezofile 15 25-40 Ok. 45
Termofile 45 50-55 Ok. 75
W temperaturze zbyt niskiej enzymy mają słabą aktywnośd, zmienia się struktura błony
komórkowej, może wystąpid krystalizacja wody i rozrywanie komórek
W temperaturze zbyt wysokiej białka ulegają denaturacji
Psychrofile mają inny skład błony biologicznej, więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych,
dlatego pomimo niskiej temperatury otoczenia komórka może funkcjonowad
U termofili więcej kwasów tłuszczowych nasyconych oraz lipidy o dośd wysokiej
temperaturze topnienia
- W zależności od preferowanego odczynu środowiska
a) Acidofile kwasolubne (2.0 5.0)
b) Neutrofile obojętnolubne (6.7 7.5)
c) Alkalofile zasadolubne (8.0 11.0)
Każdy mikroorganizm ma swoje kardynalne zakresy pH (min, optimum, maks), rozpiętośd
tych zakresów jest bardzo różna od bardzo wąskich (org. bardzo wrażliwe na zmiany pH) do
bardzo szerokich
- W zależności od właściwości biochemicznych mikroorganizmów, głównie bakterie, można
przypisad do różnych grup fizjologicznych, np.
Ligninoltyczne
Celulolityczne
Proteolityczne
Amylolityczne
I wiele innych
Jeden gatunek bakterii może przynależed jednocześnie do kilku grup fizjologicznych, co
wynika z jego właściwości biochemicznych
Operon laktozowy działa w zależności od obecności glukozy. Póki w środowisku jest glukoza,
to ona jest przetwarzana, a pózniej laktoza .
Pozyskiwanie i ulepszanie szczepów przemysłowych
W licznych biotechnologiach wykorzystuje się szczepy przemysłowe o ściśle zaprogramowanych
właściwościach metabolicznych
yródła pozyskiwania szczepów przemysłowych
- Środowisko naturalne
- Kolekcje (banki) szczepów
Wydajność procesów biosyntezy lub biotransformacji prowadzonych przez drobnoustroje
pozyskane ze środowiska naturalnego są zazwyczaj niewystarczające ze względów
technologicznych
Aktywność metaboliczną szczepów dzikich i pozyskiwanie pożądanych produktów ich
metabolizmu może zwiększyć poprzez optymalizację warunków hodowli
Maksymalna wydajność tych procesów nie przekroczy jednak granic zdeterminowanych
genotypem
Doskonalenie cech użytkowych szczepów przemysłowych poprzez wprowadzenie trwałych
zmian genetycznych, uzyskuje się na drodze modyfikacji genotypu
Efektem modyfikacji genotypu są zasadnicze zmiany metaboliczno fizjologiczne
Modyfikacji genotypu dokonuje się poprzez mutagenezę (i selekcja mutantów o cechach
korzystnych dla danego procesu) oraz rekombinacje genetyczne (fuzja protoplastów i
rekombinacje DNA in vitro). Prowadzi to do zmiany metabolizmu, a szczególnie naruszenia
określonych mechanizmów regulacyjnych
Etapy:
a) Wybór miejsca i pobór prób
b) Wstępna obróbka pobranych prób
c) Namnażanie mikroorganizmów, selekcja i oczyszczanie w celu pozyskania czystych kultur
(wyprowadzonych z pojedynczych komórek) na podłożu selekcyjnym
d) Określenie przydatności wyizolowanych w procesach biotechnologicznych
Skrining drobnoustrojów lub produktów ich metabolizmu zespół selektywnych zabiegów
mających na celu:
a) Wykrycie i izolację interesujących nas mikroorganizmów lub produktów ich metabolizmu
b) Wstępną ocenę przydatności w procesach biotechnologicznych
Wykład 8
W zależności od hodowli szczep produkuje różne produkty
Sposoby selekcji szczepów pożądanych ze środowiska
Skuteczność skriningu wiąże się m.in. ze zwiększeniem w pobranym materiale koncentracji
szczepów pożądanych, przy jednoczesnym zmniejszeniu udziału innych mikroorganizmów,
co uzyskuje się stosując następujące zabiegi:
a) Określone oddziaływanie na środowisko przed pobraniem próby
b) Zastosowanie wabików (przynęt, pułapek)
c) Wstępną obróbkę fizyczną lub mechaniczną próby
d) Hodowlę wzbogacającą
Ad. a
- Wprowadzenie określonego substratu pokarmowego
- Wprowadzenie czynnika biostatycznego lub biobójczego dla niepożądanych grup
mikroorganizmów
- Modyfikacja warunków środowiskowych np. poprzez zmianę odczynu
Ko metabolizm utlenianie związków przy okazji
Ad. b
Wabiki pułapki wprowadza się do środowiska na określony czas:
- Naturalne (pyłek roślinny, nasiona, liście, kawałki drewna, martwe owady, włosy, pióra, itp.)
- Syntetyczne (plastikowe, metalowe lub szklane płytki, rurki powleczone określonymi
substancjami
Promieniowce przyciągane parafiną
Ad. c
Wstępna obróbka fizyczna, chemiczna lub mechaniczna
- Metody fizyczne
Temperatura
Wilgotnośd
- Metody chemiczne
Odczyn próby
- Metody mechaniczne
Wirowanie formy wegetatywne osadzają się, a zarodniki pływają
Flotacja różnica zwilżalności materiału biologicznego, materiał poddaje się obróbce
termicznej, mieszanie wody z olejem mineralnym zarodniki wynoszone na oleju
Ad. d
Hodowle wzbogacające skład podłoża zdeterminowany wymaganiami pokarmowymi
izolowanych szczepów, jednocześnie maksymalnie ogranicza lub całkowicie hamuje rozwój
drobnoustrojów niepożądanych (stosowanie selektywnych podłoży syntetycznych)
Metoda ta nie gwarantuje absolutnej selektywności, prowadzi jedynie do zmiany stosunków
ilościowo jakościowych w wyjściowej populacji mieszanej, dzięki czemu łatwiejsze dalsza
izolacja czystych kultur
Czynniki selekcyjne:
- yródło węgla, azotu, fosforu
- Ksenobiotyki jako jedyna zródło węgla i energii
- Obecnośd określonych akceptorów elektronów (O2, NO3-, SO42-)
- Dodatkowe czynniki wzrostowe (aminokwasy, witaminy)
- Czynniki biostatyczne/biobójcze (np. antybiotyki)
- Potencjał redox wskazuje na ilośd tlenu i odczyn
- pH
- temperatura
- czas hodowli
Auksotrofy mają duże wymagania pokarmowe, bo zatraciły zdolność wytwarzania
określonych aminokwasów
W kwaszącym się mleku:
Najpierw rozwijają się bakterie tlenowe powstają warunki beztlenowe, zmiana odczynu,
potencjału redox, następuje selekcja, rozwijają się bakterie mlekowe, najpierw Streptococcus,
potem Lactobacillus, bo lubi niskie odczyny, przekształca pozostałą laktozę.
Oidium lactis grzybki, które wyrastają na mleku i w określonych warunkach, rozkładają
kwas mlekowy, odczyn staje się mniej kwaśny, wtedy jakieś inne bakterie przeprowadzają
inne procesy i mleko się psuje, nie można go już spożyć
Metabioza produkty metabolizmu jednej grupy bakterii są substratami dla drugiej
Selekcja bakterii produkujących kwas mlekowy:
Materiał: fermentujący materiał roślinny, mleko i jego przetwory
!
Podłoże słabo zbuforowane, zawierające glukozę, ekstrakt drożdżowy
!
Wstępny okres rozwoju mikroflory Aerobacter, Escherichia, z dominacją bakterii mlekowych,
najpierw Streptococcus, potem Lactobacillus (pH maleje)
!
Hodowla termofilnych szczepów z rodzaju Lactobacillus
Selekcja bakterii produkujących kwas propionowy (propionibacterium)
Materiał: żółty ser dojrzewający podłoże: zbuforowane
Dlaczego konieczne są zabiegi ulepszania szczepów przemysłowych
- Wydajnośd procesu biosyntezy i biotransformacji szczepów izolowanych ze środowiska
naturalnego jest niewystarczająca dla procesów biotechnologicznych
- Zwiększenie aktywności metabolicznej i podwyższenie wydajności danego szczepu możliwe
tylko w granicach określonych genotypem. Uzyskuje się to poprzez odpowiedni dobór
warunków hodowli (podłoże, temperatura, pH, itp.)
MIKROBIOLOGIA PRZEMYSAOWA
WYKAAD 29.04.2010
Większość szczepów przemysłowych to szczepy ulepszone.
Najczęściej stosowanym zabiegiem są modyfikacje genotypu szczepów doskonalące ich
cechy technologiczne poprzez poprawienie ich ukierunkowanej wydajności metabolicznej
(zmiany metaboliczno-fizjologiczne).
Dokonuje się tego na drodze mutagenizacji i selekcji mutantów oraz rekombinacji
genetycznych (fuzji protoplastów, klonowania genów).
W procedurze tej uwzględnia się oba typy zmienności mikroorganizmów:
genotypową
fenotypową
Mutacja nagłe pojawienie się komórki o zmienionym (nowym) genotypie, zdolnej do
przekazywania zmienionych cech swemu potomstwu.
Forma o zmienionym genotypie to mutant, jego powstanie (związane z tym zmiany w
genotypie) to mutacja, a proces prowadzący do mutacji to mutageneza.
Mutacja może się wiązać z nabyciem nowej cechy (np. oporność na antybiotyki) lub utratą
wcześniej posiadanej (utrata zdolności produkcji jakiegoś enzymu, co wiąże się z utratą
pewnych zdolności metabolicznych).
Powstające zmiany fenotypowe wynikają z modyfikacji genotypu w pierwszorzędowej
strukturze DNA.
Mutacje dzielimy na:
a. Spontaniczne częstośd mniejsza niż 10-5, w przypadku niekorzystnych zmian mogą stanowid
poważny problem technologiczny, zwłaszcza w hodowlach ciągłych, możliwośd ich
wystąpienia zmusza do ciągłej reselekcji szczepów (mutacje spontaniczne mogą prowadzid do
tzw. rewersji mutacji, którą otrzymaliśmy wcześniej)
b. Indukowane wywoływane czynnikami zewnętrznymi
Szczepu słabo podatne na mutacje spontaniczne, a bardziej podatne na indywidualne są
pożądane w biotechnologii.
Mutacje indukowane mutacje indukowane czynnikami mutagennymi (zwiększającymi ich
częstotliwość od kilku do kilkudziesięciu tysięcy razy), powstałe mutanty to mutanty
indukowane
Rodzaje mutacji indukowanych:
- mutacje punktowe:
Tranzycja (puryna na purynę, pirymidyna na pirymidynę)
Transwersja (puryna na pirymidynę, pirymidyna na purynę)
Delecje i insercja prowadzące do przesunięcia ramki odczytu (ang. frame shift)
(kod genetyczny jest zdegenerowany, pozycja tolerancji trzecia zasada w kodonie jest
zmienna)
Czynniki mutagenne:
Analogi zasad:
- 5-bromouracyl (BU) zastępuje tyminę i tworzy parę z guanidyną
- 2 aminopuryna (AP) zastępuje adeninę i tworzy parę z cytozyną
Kwas azotowy deaminacja zasad azotowych, przekrzyżowanie nici
Hydroksyloamina hydroksylacja cytozyny
Etylometanosulfonian alkilacja puryn, tranzycja
N-metylo-N -nitro-N-nitroguanina (MNNG) czynnik etylujący, synteza metyloguaniny
podczas replikacji, tranzycie i inne typy mutacji
Oranż akrydyny mutacje zmieniające ramkę odczyty powodowane interkalacją
Promieniowanie UV ( = 254 265 nm) dimery pirymidyny (dimery tyminy albo tymina z
cytozyną), błędy w replikacji, dodatkowo może zachodzid hydroksylacja zasad
pirymidynowych i sieciowanie dsDNA
Promieniowanie X ( = 5 nm) pęknięcie jedno i dwuniciowego DNA, aberracje
chromosomalne
Brak jednoznacznej korelacji pomiędzy miejscem i rodzajem wywołanej mutacji DNA, a
typem otrzymanego mutanta i ostatecznym efektem fizjologicznym mutacji uzasadnia
stosowanie wielokrotnej mutagenizacji i różnych mutagenów.
Optymalizacja polega na:
doborze odpowiedniego rodzaju i dawki mutagenów
umiejscowieniu czasu ich działania w określonej fazie replikacji DNA
opracowanie kryteriów najbardziej efektywnej selekcji pożądanych mutantów
Dlaczego UV?
Ogólna dostępnośd i łatwośd użycia
Aatwośd dozowania dawek poprzez dobór odpowiedniej mocy lampy, czasu działania i
odległości od naświetlanego obiektu
Aatwośd odtwarzania warunków mutegenizacji
Przewaga efektu mutacyjnego nad letalnym
Możliwośd uzyskania wszystkich typów mutantów
Możliwośd wywołania mutacji w komórkach wegetatywnych i spoczynkowych (np. sporach)
W hodowlach zsynchronizowanych MNNG zastosowane w odpowiedniej fazie replikacji
DNA pozwala na kontrolowanie procesu mutagenezy w określonym regionie genomu,
ponieważ:
Wywołuje mutacje punktowe dotyczące pojedynczych genów
Maksymalna efektywnośd działania podczas replikacji DNA
Często powstają mutacje równoczesne skupione w jednym regionie DNA
Materiał poddawany mutagenizacji:
a. Najlepiej pojedyncze, jednojądrowe komórki haploidalne
b. Promieniowce i grzyby najlepiej spory (komórki o grubej ścianie, formy przetrwalnikowe),
przy braku sporulacji fragmenty mechaniczne rozdrobnionej grzybni wegetatywnej
Efektywność mutagenizacji zależy od:
a. Rodzaju i stężenia użytego czynnika
b. Fazy rozwoju komórki
c. Warunków hodowli przed mutagenizacją jak i w trakcie jej trwania
Etapy mutagenizacji:
a. penetracja mutagenu do komórki
b. oddziaływanie na DNA wywołujące niestabilne zmiany pierwotne
c. naprawa uszkodzeo pierwotnych z możliwością zajścia trwałych zmian wtórnych w DNA
d. stabilizacja mutacji, powodująca utrzymanie się zmian w kolejnych pokoleniach komórek
e. zmiany biochemiczne w komórce i fenotypowe ujawnienie się mutacji
komórki
zabite
mutagen
efekt letalny
genotyp genotyp trwale
genotyp właściwy
mech. napr. (2)
uszkodzony (zm. zmutowany
mech. napr. (1)
pierwotne)
populacja
Wg A. Chmiel Biotechnologia PWN
mutantów
W pozyskiwaniu szczepów przemysłowych najbardziej przydatne są szczepu wykazujące
dużą podatność na mutagenezę indukowaną ( prowadzącą do ich ulepszenia ), a równocześnie
mało podatne na mutacje spontaniczne, co warunkuje ich dużą stabilność genetyczną.
Etapy selekcji mutantów:
I. wstępne testy eliminacja szczepów mało przydatnych
II. dokładniejsza charakterystyka szczepów wyselekcjonowanych w etapie I.
III. dobór optymalnych warunków hodowli i procesu najlepszych szczepów wyselekcjonowanych
w etapach poprzednich
W technologiach przemysłowych procesy selekcyjne są cykliczne. Szczepy już stosowane,
sprawdzone w warunkach przemysłowych, stanowią bazę do pozyskiwania lepszych ich
wariantów.
Metody selekcji mutantów
a) Jednoetapowe skrining już podczas izolacji szczepów (wykorzystuje się dyfuzję metabolitów
zewnątrzkomórkowych
b) Dwuetapowe testowaniu i selekcji poddaje się wyizolowane wcześniej czyste kultury
mikroorganizmów
Auksotrofy mutanty pokarmowe, upośledzona cecha wytwarzania jakichś aminokwasów
1. Metoda płytkowa z użyciem wskazników umożliwia szybkie, półilościowe różnicowanie
mikroorganizmów wytwarzających lub przekształcających określone związki chemiczne, np.:
- Wytwarzanie kwasów organicznych
- Wytwarzanie amin
- Produkcja enzymów (amylazy, proteazy, celulazy stosowana celuloza zabarwiona
czerwienią kongo, nukleazy)
- Produkcja inhibitorów enzymów
2. Metoda podwójnej hodowli na płytkach Petriego selekcja szczepów produkujących
antybiotyki, witaminy, aminokwasy
Metoda nieprzydatna do selekcji szczepów wytwarzających produkty gromadzone
wewnątrzkomórkowo
Stosowana płytka podwójna przedzielona membraną, przez którą mikroorganizmy nie mogą
przejśd, ale metabolity tak -> ułatwia izolację tych mikroorganizmów
3. Metoda replik z testem auksotroficznym
Welwetowy stempel
4. Selekcja mutantów pokarmowych (auksotrofów) metodą penicylinową (metoda tzw
wzbogacania mutantów auksotroficznych)
Penicylina blokuje syntezę ściany komórkowej
Zawiesina pomutacyjna
! Hodowla w podłożu minimalnym z dodatkiem penicyliny
Wzrost prototroficznych sferoplastów
! wirowanie i umieszczanie komórek w wodzie destylowanej
Pękanie sferoplastów (prototrofy)
! Hodowla w podłożu wzbogaconym
Wzrost auksotrofów
! Metoda replik
Otrzymanie auksotrofów
5. Metoda krążków agarowych
a) Płytki ze szczepami produkującymi określone metabolity (np. antybiotyki,
aminokwasy) wycinanie krążków
b) Płytka ze szczepem testowym i krążkami agarowymi porośniętymi badanymi
szczepami
c) Dyfundujące z krążków do podłoża metabolity mogą powodowad zahamowanie
(antybiotyki) lub wzrost (aminokwasy) testowanego szczepu
6. Metody skriningu komponentów farmaceutycznych
Np. skrining inhibitorów -laktamaz
7. Selekcja szczepów opornych na toksyny (antybiotyki, ksenobiotyki i inne)
a) Metoda płytek gradientowych
b) Zestawy płytek z różnymi stężeniami toksyn
Na dole obrazka jest napisane: Wzrost stężenia toksyny
Zastosowanie mutantów w przemyśle
Dzięki mutacjom pozyskuje się coraz bardziej wydajne szczepy drobnoustrojów wytwarzających
aminokwasy, alkohole, kwasy organiczne, witaminy, substancje wzrostowe i inne metabolity
- Mutanty auksotroficzne zdolne są do zwiększonej produkcji antybiotyków
- Na drodze mutacji otrzymuje się mutanty, które oprócz wysokiej wydajności cechuje
wybiórczośd produkcji, tzn że głównym produktem przemian jest określony związek
chemiczny, a trudne do usunięcia produkty uboczne wytwarzane są w ilościach śladowych
- Np. wyselekcjonowane mutanty Corynebacterium glutami cum produkują L-lizynę z wysoką,
30% wydajnością w stosunku do substratu węglowego
Rekombinacje genetyczne uzyskuje się poprzez
a) Hybrydyzację, czyli krzyżowanie szczepu
b) Konstruowanie sztucznych kombinacji genów in vitro i uzyskiwanie ekspresji genów
dokładnie zaprogramowanej informacji genetycznej w komórkach
Hybrydyzacja
a) Naturalna krzyżowanie drobnoustrojów na drodze płciowej lub paraseksualnej. Polega na
przekazaniu informacji genetycznej z komórki dawcy do komórki biorcy
Wymianie odcinków DNA w procesie crossing over (rekombinacja)
Segregacji materiału genetycznego
Powstaniu hybryd (rekombinantów)
b) Fuzja protoplastów usunięcie ściany komórkowej, a poprzez to ułatwienie fuzji
protoplastów, również międzygatunkowej
Hybrydayzajcę stosuje się w celu:
a) Wzbogacania genotypów obecnie stosowanych (upośledzonych genetycznie) szczepów
przemysłowych w wartościowy materiał genetyczny pozyskany ze środowiska naturalnego
b) Krzyżowania szczepów pochodzących z różnych linii mutacyjno selekcyjnych, zwłaszcza
wywodzących się od różnych przodków
Hybrydyzacja naturalna i związana z nią rekombinacja genów, prowadząca do powstania
nowych ich kombinacji, może zachodzić w wyniku
a) Rozmnażania płciowego (typowego dla Eukariota)
b) Paraseksualnych procesów (yródło rekombinacji u Prokariota, ale również u niektórych
gatunków grzybów)
Meozygota niepełna zygota
I. Procesy paraseksualne u bakterii
Są 3 sposoby przekazywania cech u bakterii, różniące się jedynie sposobem przenoszenia
informacji genetycznej:
a) Koniugacja
b) Transdukcja
c) Transformacja
Rekombinacja DNA w komórce biorcy następuje natychmiast po wniknięciu materiału
genetycznego dawcy, a jej wynikiem jest włączenie DNA dawcy do DNA biorcy
Komórka w której nastąpiła rekombinacja to rekombinant.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
tech mikro wyklad
wyklad 7 litosfera mikro makro
mikro wykład VIII
tech mikro wyklad
tech mikro wyklad
tech mikro wyklad 07 SPI
Mikro wykład X
Wyklad MIKRO DSP
Wykłady Mikro Makro
mikro wykład IX
Sieci komputerowe wyklady dr Furtak
Wykład 05 Opadanie i fluidyzacja
WYKŁAD 1 Wprowadzenie do biotechnologii farmaceutycznej
więcej podobnych podstron