Saf mədəniyyətlər 20-ci əsrdə mikrobiologiyanın əsas dogmasıdır. Bu konsepsiyanın mahiyyətini başa düşmək üçün bakteriyaların çox kiçik olduğunu və morfoloji cəhətdən ayırd etmək çətin olduğunu xatırlamağa dəyər. Lakin onlar biokimyəvi proseslərdə fərqlənirlər və bu, onların əsas növ xüsusiyyətidir. Ancaq normal mühitdə biz bir növ bakteriya ilə deyil, bütöv bir biomla - bir-birinə təsir edən bir cəmiyyətlə məşğul oluruq və bir mikroorqanizmin rolunu ayırmaq mümkün deyil. Burada bizə müəyyən bir növün təmiz mədəniyyəti və ya ştammı lazımdır.
Mikrob Ovçuları və agar-aqar
Mikrobların təmiz kulturalarının təcrid olunmasının parlaq ideyası tibbi mikrobioloq Heinrich Hermann Robert Koxa (1843-1910) məxsusdur. Qarayara, vəba və vərəmin törədicini aşkar edən və layiqincə bakteriologiya və epidemiologiyanın banisi hesab edilən şəxs.
Oduraqar-aqar polisaxarid əsasında qida mühitinə mikrobların seyreltilmiş kulturası tətbiq edildikdə və bir hüceyrədən tamamilə eyni orqanizmlərin koloniyası böyüdükdə təmiz kulturalar üsulunu icad etdi. O, çılpaq gözlə aydın görünür və hər növə xasdır.
Onun ixtirası mikrobiologiyanın və mikroorqanizmlərin taksonomiyasının inkişafına təkan verdi. Axı istənilən mikrobu təmiz formada yetişdirmək və yüz milyon hüceyrəni bir hüceyrə kimi araşdırmaq mümkün idi.
Kochun nailiyyətlərini az altmadan
Qeyd etmək lazımdır ki, Kochun həmkarları və tələbələri bu ixtiraya töhfə veriblər. Deməli, agar-aqardan istifadə ideyası Koxun köməkçisinin arvadı Fanni Ancelina Hesse məxsusdur - W. Hesse.
Kochun digər köməkçisi bakterioloq Julius Richard Petri (1852-1921) düz şüşə qablarda bakteriya koloniyalarının böyüməsini təklif etdi. Bu gün hətta məktəblilər Petri qabları haqqında bilirlər.
Mikrobiologiya dogması
Saf (assenik) kultura - eyni morfoloji və biokimyəvi xassələrə malik olan və bir hüceyrənin nəslindən olan mikroorqanizmlərin toplusu (populyasiya və ya ştamm).
Saf mədəniyyətin təcrid edilməsi üç mərhələnin həyata keçirilməsini nəzərdə tutur:
- Mikroorqanizmlərin kulturasının əldə edilməsi və toplanması.
- Saf mədəniyyətin təcrid olunması.
- Mədəniyyətin saflığının təyini və yoxlanılması.
Saf mədəniyyət təcrid üsulları
Mikrobiologiyada aksenik kultura əldə etmək üçün aşağıdakı üsullardan istifadə olunurorqanizmlər:
- Mexaniki üsullar (spatula və ya ilmə ilə Petri qablarına peyvəndləmə, agarda seyreltmə ilə peyvəndləmə - boşqabların yayılması, mikroorqanizmlərin hərəkətliliyinə əsaslanan ayırma üsulu).
- Bioloji - patogenə həssas olan laboratoriya heyvanlarının yoluxduğu üsul. Siçanların orqanizmindən təmiz bakteriya kulturları belə təcrid olunur (məsələn, pnevmokok və tulyaremiya çöpləri).
- Mikroorqanizmlərin müəyyən amillərə qarşı seçici müqavimətinə əsaslanan üsullar. Qızdırıldıqda, məsələn, bütün spor əmələ gətirən bakteriyalar öləcək, spor yaratmayan bakteriyalar isə təmiz kulturada qalacaq. Turşulara məruz qaldıqda onlara həssas olan bakteriyalar ölür, turşuya davamlı olanlar (məsələn, vərəm çöpləri) sağ qalır. Antibiotiklərin təsiri mühitdə ona həssas olmayan mikroorqanizmlərin təmiz mədəniyyətini yaradır. Oksigensiz mühit yaratmaq aerobları anaeroblardan ayıracaq.
Nə üçündür
Saf mədəniyyətlər tətbiq olunur:
- Mikroorqanizmləri təsnif edərkən (sistemdə filogenetik yeri təyin edərkən) elmi taksonomiyada.
- Orqanizmlərin irsiyyət və dəyişkənliyinin öyrənilməsində.
- İnfeksion diaqnostikada və patogenlərin aşkarlanmasında.
- Qidanın xarab olmasına səbəb olan bakteriyaların təmiz mədəniyyətini təcrid edərkən.
- Vitaminlərin, fermentlərin, antibiotiklərin, serumların və peyvəndlərin istehsalında.
- Qida sənayesində (çörək, şərab istehsalı,kvas və pivə (sirkə bakteriyaları və birhüceyrəli göbələk mayası), laktik turşu məhsulları (laktobasillər və laktik turşu bakteriyaları)).
- Biotexnologiyada və virusların öyrənilməsində.
Təbiətdə hər şey tamam fərqlidir
Keçən əsrin 90-cı illərində təmiz mədəniyyətlərə münasibətdə hər şey birdən-birə dəyişdi. Məlum oldu ki, iki təmiz ştamın mikroorqanizmləri bir sınaq borusunda birləşdirildikdə, onlar tək olduqlarından tamamilə fərqli davranırlar. Onların həyati fəaliyyətinin biokimyəvi prosesləri bir-birinə təsir edir (bağlayır və ya stimullaşdırır). Təbii biomlarda məhz belə olur.
Nəticə sadədir: laboratoriyada təmiz mədəniyyətin xüsusiyyətləri təbii biomlara ekstrapolyasiya edilə bilməz.
Genomik İnqilab
Mikroorqanizmlərin genomik identifikasiyası ilə daha bir zərbə vuruldu. Əvvəlcə mikroorqanizmlərin genomik analizi üçün molekulyar genetiklər bütün bakteriyalar üçün ümumi olan ribosomal RNT bölgəsini seçdilər. Bu nuklein turşusunda nukleotid ardıcıllığındakı fərqlərə uyğun olaraq, bütün bakteriyalar filogenetik əlaqə əsasında paylanmışdır.
Məhz o zaman məlum oldu ki, mədəni ştamlar və tədqiq etdiyimiz bakteriyalar planetimizdə yaşayan bütün bakteriyaların təxminən 5%-ni təşkil edir. Və mədəni növlərdən fərqli olaraq biz onların xassələri və biokimyası haqqında heç nə bilmirik.
Təbii ştamın genomunda müvafiq ardıcıllığı tapdıqdan sonra biz onu yalnız filogenetik ağaca yerləşdirə bilərik vəfərz edək ki, təbiətdə təmiz xəttin ən yaxın əlaqəli gərginliyi ilə eyni xüsusiyyətlərə malikdir.
Bundan sonra nə var?
Bir hüceyrədən bakterial genomun ardıcıllığı hələ də gələcəkdədir. Bu gün bahalı və çox çətin olsa da. Beləliklə, təmiz xətlər mikrobiologiyanın "qızıl ehtiyatı" olaraq qalır.
Çətinliklər qalmasına baxmayaraq. Məsələn, bu yaxınlarda okeanın dibində yerləşən “qara siqaret çəkənlərin” bakteriyaları tədqiq edilib. Mikroorqanizm təsvir edilib və onun genomu təmiz mədəniyyəti təcrid etmədən ardıcıllaşdırılıb.
Oxşar vəziyyət qızıl mədənlərinin dərinliklərində yaşayan bakteriyalarda da mövcuddur. Məlum oldu ki, bu, təmiz mikroorqanizmlər xəttidir - bir bakteriyanın nəslindəndir.
Lakin bu orqanizmlər qida mühitində böyümür və indiyədək heç kim təmiz suşdan ibarət koloniya yetişdirə bilməyib.
Biotexnologiya Xəbərləri
Bəşəriyyət tətbiqi biliklərin bu sahəsinin inkişafında bir çox suallarla üzləşir. Və təkcə bioloji deyil, həm də etikdir. İnsan ətrafındakı dünyanı nə dərəcədə dəyişdirə və ona zərər verə bilməz? Sual açıq qalır.
Ancaq bu gün biotexnologiya həyatımıza daxil edilir. Belə ki, plastiklə qidalana bilən və onu parçalaya bilən bakteriya ştammları artıq yetişdirilib. Nə qədər ki, bunu yavaş-yavaş edirlər. Lakin alimlər onların genomu üzərində işləyirlər. Bütün insan insulininin genetik cəhətdən dəyişdirilmiş E. coli bakteriyaları tərəfindən "hazırlanması" heç kəsi təəccübləndirmir.
Süni biosintezartıq bu gün bizi təbii mənşəli yüksək molekullu karbohidratlar (tullantılarımızın biokütləsini yanacağa, enerjiyə, kimyəvi maddələrə çevirən bakteriyaların, protozoa göbələklərinin tullantıları) şəklində bioqaz və bioyanacaqla təmin edir.
Əkin sahələri və şirin su bu gün məhdud təbii ehtiyatların ən mühüm komponentidir. Yeni biotexnologiyalar (bioremediasiya) mikroorqanizmlərin potensialını bərpa etmək və çirkləndiriciləri təmizləmək üçün istifadə etmək imkanını təklif edir.
Və budur - gələcək artıq buradadır.
