Morfologia i fizjologia bakterii i grzybów

Zestaw fiszek pojęciowych obejmujący zagadnienia z morfologii i fizjologii bakterii i grzybów, diagnostyki mikrobiologicznej, podłoży hodowlanych oraz sprzętu laboratoryjnego na podstawie wykładu.

Bakterie

Grupa mikroorganizmów stanowiących osobną domenę; są to najczęściej jednokomórkowce o budowie prokariotycznej, często tworzące kolonie.

Ideonella sakaiensis

Gatunek bakterii posiadający zdolność do rozkładania politereftalanu etylenu (PET).

Halomonas titanicae

Bakteria pochłaniająca rdzę z wraku Titanica, co przyspiesza proces jego degradacji.

Deinococcus radiodurans

Bakteria wybitnie odporna na ekstremalne warunki, zdolna znieść dawkę promieniowania rzędu tysiąca razy wyższą niż dawka śmiertelna dla człowieka.

Bakterie brodawkowe (Rhizobium)

Bakterie żyjące w symbiozie z roślinami motylkowymi, przekształcające wolny azot atmosferyczny ($\text{N}_2$) w formę przyswajalną dla roślin.

Formy morfologiczne bakterii

Zróżnicowane kształty komórek bakteryjnych, dzielone na formy kuliste (np. ziarniaki, paciorkowce, gronkowce), cylindryczne (pałeczki, laseczki) oraz formy skręcone (śrubowce, krętki, przecinkowce).

Budowa komórki bakteryjnej

Prokariotyczna struktura komórkowa pozbawiona jądra komórkowego, zawierająca nukleoid, rybosomy, plazmidy, otoczona błoną komórkową, ścianą komórkową oraz niekiedy kapsydem/otoczką i wiciami/rzęskami.

Ściana komórkowa bakterii

Elastyczna i wytrzymała struktura zewnętrzna komórki bakteryjnej, której głównym elementem konstrukcyjnym jest peptydoglikan (mureina).

Plazmid

Mała, najczęściej kolista cząsteczka pozachromosomowego DNA u bakterii, replikująca się niezależnie od chromosomu bakteryjnego i nadająca komórce dodatkowe właściwości.

Nukleoid

Obszar cytoplazmy komórki bakteryjnej zawierający główny materiał genetyczny (genofor bakteryjny).

Faza lag

Początkowy okres hodowli stacjonarnej bakterii, w którym komórki przystosowują się do środowiska, powiększają rozmiary i asymilują składniki odżywcze; liczebność populacji zwykle się nie zmienia lub nieznacznie spada.

Faza logarytmiczna

Główna faza wzrostu w hodowli stacjonarnej bakterii, charakteryzująca się maksymalną i stałą częstością podziałów komórkowych oraz najwyższą wrażliwością komórek na stresy środowiskowe.

Faza równowagi

Etap hodowli stacjonarnej, w którym liczba powstających komórek jest równa liczbie komórek obumierających ($\text{wzrost} = \text{śmierć}$); w tym okresie mogą tworzyć się formy przetrwalnikowe.

Auksotrofy

Drobnoustroje heterotroficzne, których rozwój jest uzależniony od obecności w środowisku jednego lub kilku specyficznych czynników wzrostowych; mogą powstawać w wyniku mutacji szczepów prototroficznych.

Prototrofy

Drobnoustroje, które jako podstawowe źródło pokarmu potrafią wykorzystywać proste związki organiczne (np. metan, mrówczan, formaldehyd), niewymagające dodatkowych czynników wzrostowych.

Podział bakterii ze względu na pH

Klasyfikacja drobnoustrojów na acidofile (preferujące środowisko kwaśne, pH poniżej $5{,}5$), neutrofile (optimum w zakresie pH $5{,}5\text{--}8{,}0$) oraz alkalofile (preferujące środowisko zasadowe, pH powyżej $8{,}0$).

Aktywność wody ($a_w$)

Woda dostępna dla mikroorganizmów, niezwiązana przez związki hydrofilowe ani niezaabsorbowana na powierzchni ciał stałych; większość drobnoustrojów wymaga do rozwoju wartości $a_w > 0{,}98$.

Bezwzględne beztlenowce (obligatoryjne anaeroby)

Bakterie, które nie tolerują tlenu w środowisku lub znoszą jedynie jego śladowe ilości (np. Clostridium spp., Bacteroides).

Potencjał oksydoredukcyjny (Eh)

Wartość określająca zdolność układu do oddawania lub pobierania elektronów, mierzona w woltach ($\text{V}$) lub miliwoltach ($\text{mV}$); bezwzględne beztlenowce preferują wartości ujemne (poniżej $-0{,}2\,\text{V}$), a tlenowce dodatnie ($+0{,}2$ do $+0{,}4\,\text{V}$).

Psychrofile

Mikroorganizmy rosnące w zakresie temperatur $0\text{--}15^\bullet\text{C}$, zasiedlające naturalnie zimne środowiska, takie jak głębokie zbiorniki wodne czy strumienie lodowcowe.

Psychrotrofy

Drobnoustroje zdolne do wzrostu w temperaturze od $0^\bullet\text{C}$ do $7^\bullet\text{C}$, posiadające jednak optimum wzrostu w zakresie $20\text{--}30^\bullet\text{C}$; odpowiadają za psucie żywności w chłodniach (np. Listeria monocytogenes).

Mezofile

Drobnoustroje rozwijające się w temperaturach od $15^\bullet\text{C}$ do $45^\bullet\text{C}$ (optimum: $20\text{--}45^\bullet\text{C}$); zalicza się do nich większość mikroflory fizjologicznej oraz patogenów człowieka.

Termofile

Mikroorganizmy, których optymalna temperatura rozwoju wynosi $55\text{--}65^\bullet\text{C}$; zamieszkują gorące źródła, komposty i stanowią cenne źródło termostabilnych enzymów (np. Thermus aquaticus).

Hipertermofile

Ekstremofile wykazujące optimum wzrostu w granicach $80\text{--}110^\bullet\text{C}$, występujące m.in. w rejonach kominów hydrotermalnych dna morskiego (np. Pyrococcus abyssi).

Blizna pączkowa

Ślad pozostający na ścianie komórkowej drożdży po oderwaniu komórki potomnej (pączka); liczba blizn odzwierciedla liczbę podziałów przebytych przez daną komórkę.

Sporangiofor

Wzniesiony trzonek zarodnionośny u pleśni z rodzaju Rhizopus, na którego wierzchołku powstaje zarodnia (sporangium).

Kolumella

Wypukłość trzonka zarodnionośnego wpuklająca się do wnętrza sporangium u grzybów z rodzaju Rhizopus, podpierająca zarodnię i widoczna po jej pęknięciu.

Fialidy

Butelkowate komórki zarodotwórcze zlokalizowane na pęcherzyku konidioforu (Aspergillus) lub na metulach (Penicillium), odcinające łańcuszki zarodników konidialnych.

Szlaki fermentacji glukozy

Procesy beztlenowej przemiany glukozy przez pirogronian do różnych produktów końcowych: kwasu mlekowego (Lactobacillus, Aspergillus) lub etanolu i $\text{CO}_2$ (Saccharomyces).

Palnik Bunsena / Teclu

Laboratoryjny palnik gazowy używany w mikrobiologii do sterylizacji narzędzi metalowych w płomieniu oraz tworzenia strefy jałowej wokół stanowiska pracy.

Eza mikrobiologiczna

Podstawowe narzędzie mikrobiologiczne z metalową lub jednorazową plastikową pętlą, służące do pobierania i przenoszenia materiału biologicznego oraz wykonywania posiewów.

Głaszczka mikrobiologiczna

Narzędzie laboratoryjne o kształcie trójkątnym, litery L lub T, wykonane ze szkła, metalu lub plastiku, służące do równomiernego rozprowadzania zawiesiny po powierzchni agaru w metodzie posiewu mazanego.

Mikropipety automatyczne

Precyzyjne przyrządy laboratoryjne o nastawnej objętości stosowane do jałowego odmierzania i przenoszenia ściśle określonych objętości płynów mikrobiologicznych przy użyciu wymiennych końcówek.

Cieplarka (inkubator laboratoryjny)

Urządzenie laboratoryjne zapewniające stałą, kontrolowaną temperaturę inkubacji, niezbędną do optymalnego wzrostu wysianych mikroorganizmów.

Autoklaw

Urządzenie ciśnieniowe służące do sterylizacji parowej sprzętu, szkła oraz podłoży hodowlanych przy użyciu nasyconej pary wodnej pod podwyższonym ciśnieniem.

Inkubacja płytek Petriego

Zasada umieszczania szalek Petriego w cieplarce denkiem do góry, zapobiegająca opadaniu skraplającej się na wieczku pary wodnej na powierzchnię hodowli.

Agar

Polisacharyd pozyskiwany z krasnorostów o właściwościach żelujących, stosowany w stężeniu $2\text{--}3\%$ do sporządzania stałych podłoży mikrobiologicznych.

Agar czekoladowy

Podłoże wzbogacone krwią ogrzaną do temperatury lizy erytrocytów, uwalniającej czynniki wzrostowe niezbędne dla wymagających bakterii, takich jak Neisseria spp.

Podłoże MacConkeya

Podłoże wybiórczo-różnicujące dla pałeczek jelitowych $G(-)$, zawierające sole żółci i fiolet krystaliczny oraz laktozę z czerwienią obojętną jako układ różnicujący bakterie laktozo-dodatnie (różowe kolonie) od laktozo-ujemnych.

Podłoże Chapmana

Podłoże wybiórczo-różnicujące dla gronkowców, zawierające $9{,}5\%$ NaCl hamujące inne bakterie oraz mannitol z indykatorem barwnym; fermentujący mannitol Staphylococcus aureus powoduje zażółcenie podłoża.

Podłoże VRBG

Wybiórczo-różnicujące podłoże agarowe z fioletem krystalicznym, solami żółci i glukozą, przeznaczone do oznaczania i różnicowania bakterii z rodziny Enterobacteriaceae.

Posiew izolacyjny (redukcyjny)

Technika frakcjonowanego posiewu ezą mikrobiologiczną na płytce agarowej, mająca na celu stopniowe mechaniczne rozcieńczenie materiału bakteryjnego i uzyskanie pojedynczych, odizolowanych kolonii.

Metoda płytek lanych i mazanych

Dwie podstawowe techniki posiewu na płytki Petriego: metoda lana polega na zalaniu inokulum płynną pożywką (wzrost na powierzchni i w głębi), a metoda mazana na rozprowadzeniu płynu głaszczką na powierzchni agaru (wzrost tylko na powierzchni).

Kolonia bakteryjna

Widoczne gołym okiem skupisko komórek bakteryjnych powstałe na podłożu stałym w wyniku wielokrotnego podziału pojedynczej komórki macierzystej (klony komórki wyjściowej).

Serratia marcescens

Gatunek bakterii tworzący charakterystyczne kolonie o intensywnie czerwonym zabarwieniu dzięki syntezie barwnika prodigiozyny.

Penicillium

Rodzaj grzybów strzępkowych (pleśni) charakteryzujący się septowaną grzybnią oraz rozgałęzionymi konidioforami przypominającymi pędzelki, na których formują się fialidy z łańcuszkami konidiów.

Aspergillus

Rodzaj grzybów strzępkowych o septowanych strzępkach, tworzących charakterystyczną głowę konidialną złożoną z pęcherzykowatego rozszerzenia na szczycie konidioforu, z którego wyrastają fialidy z konidiami.