Таза маданияттар 20-кылымда микробиологиянын негизги догмасы болуп саналат. Бул түшүнүктүн маңызын түшүнүү үчүн бактериялар өтө кичинекей жана морфологиялык жактан айырмалоо кыйын экенин эстен чыгарбоо керек. Бирок алар биохимиялык процесстер менен айырмаланат жана бул алардын негизги түр өзгөчөлүгү. Бирок нормалдуу чөйрөдө биз бактериялардын бир түрү менен эмес, бүтүндөй бир биома менен - бири-бирине таасир этүүчү жамаат менен күрөшүп жатабыз жана бир микроорганизмдин ролун бөлүп көрсөтүү мүмкүн эмес. Бул жерде бизге белгилүү бир түрдүн таза маданияты же штамм керек.
Микроб мергенчилери жана агар-агар
Микробдордун таза маданиятын изоляциялоонун эң сонун идеясы медициналык микробиолог Генрих Герман Роберт Кохко (1843-1910) таандык. Сибирь жарасынын, холера жана кургак учуктун козгогучтарын ачкан жана татыктуу түрдө бактериология менен эпидемиологиянын негиздөөчүсү деп эсептелген.
Ал ошолагар-агар полисахаридинин негизиндеги азыктандыруучу чөйрөгө микробдордун суюлтулган культурасын колдонгондо жана бир клеткадан толугу менен окшош организмдердин колониясы өсүп чыкканда, таза культуралар ыкмасын ойлоп тапкан. Ал жөнөкөй көзгө даана көрүнүп турат жана ар бир түргө мүнөздүү.
Анын ойлоп табуусу микробиологиянын жана микроорганизмдердин таксономиясынын өнүгүшүнө түрткү берди. Анткени, ар кандай микробду таза түрүндө өстүрүп, жүз миллион клетканы бир эле кылып изилдөөгө мүмкүн болчу.
Кочтун жетишкендиктерин азайтпай
Бул ойлоп табууга Кочтун өнөктөштөрү жана студенттери салым кошконун белгилей кетүү керек. Демек, агар-агарды колдонуу идеясы Фанни Ангелина Гессеге, Кохтун жардамчысы В. Гессенин жубайына таандык.
Кохтун дагы бир жардамчысы, бактериолог Юлиус Ричард Петри (1852-1921) жалпак айнек идиштерде бактериялардын колонияларын өстүрүүнү сунуш кылган. Бүгүнкү күндө мектеп окуучулары да Петри идиштерин билишет.
Микробиология догмасы
Таза (асценикалык) культура - бирдей морфологиялык жана биохимиялык касиеттерге ээ жана бир клетканын тукуму болгон микроорганизмдердин жыйындысы (популяция же штамм).
Таза маданиятты обочолонтуу үч этапты ишке ашырууну камтыйт:
- Микроорганизмдердин маданиятын алуу жана топтоо.
- Таза маданияттын изоляциясы.
- Маданияттын тазалыгын аныктоо жана текшерүү.
Таза маданиятты изоляциялоо ыкмалары
Микробиологияда аксеникалык культураны алуу үчүн төмөнкү ыкмалар колдонулаторганизмдер:
- Механикалык ыкмалар (шпатель же илмек менен Петри табактарына эмдөө, агарды суюлтуу аркылуу эмдөө - табак жаймалары, микроорганизмдердин кыймылдуулугуна негизделген бөлүү ыкмасы).
- Биологиялык - патогенге сезгич лабораториялык жаныбарлар жуккан ыкма. Бактериялардын таза культуралары чычкандардын денесинен ушундайча бөлүнүп алынат (мисалы, пневмококк жана туляремия таякчалары).
- Микроорганизмдердин айрым факторлорго тандалма туруктуулугуна негизделген методдор. Мисалы, ысытылганда спора түзүүчү бактериялардын баары өлөт, ал эми спора түзбөгөн бактериялар таза маданиятта калат. Кислоталарга кабылганда аларга сезгич бактериялар өлөт, ал эми кислотага туруктуулары (мисалы, кургак учук таякчалары) аман калат. Антибиотиктердин таасири чөйрөдө ага сезгич эмес микроорганизмдердин таза маданиятын калтырат. Кычкылтексиз чөйрө түзүү аэробдорду анаэробдордон ажыратат.
Бул эмне үчүн
Таза маданияттар колдонулат:
- Илимий таксономияда микроорганизмдерди классификациялоодо (системадагы филогенетикалык ордун аныктоодо).
- Организмдердин тукум куучулук жана өзгөрмөлүүлүгүн изилдөөдө.
- Инфекциялык диагностикада жана козгогучтарды аныктоодо.
- Тамак-аштын бузулушуна алып келген бактериялардын таза маданиятын бөлүп алууда.
- Витаминдерди, ферменттерди, антибиотиктерди, сывороткаларды жана вакциналарды өндүрүүдө.
- Тамак-аш өнөр жайында (нан, шарап өндүрүү,квас жана сыра (уксус бактериялары жана бир клеткалуу козу карын ачыткылары), сүт кислотасы азыктары (лактобактериялар жана сүт кислотасы бактериялары)).
- Биотехнологияда жана вирустарды изилдөөдө.
Табиятта баары таптакыр башкача
Өткөн кылымдын 90-жылдары таза маданиятка карата баары күтүлбөгөн жерден өзгөрдү. Эки таза штаммдын микроорганизмдери бир пробиркада бириктирилгенде, алар өзүнчө эле эмес, такыр башкача жүрүшөт экен. Алардын жашоо активдүүлүгүнүн биохимиялык процесстери бири-бирине таасир этет (басып же стимулдайт). Табигый биомдордо дал ушундай болот.
Тыянак жөнөкөй: лабораторияда таза маданияттын касиеттерин табигый биомаларга экстраполяциялоого болбойт.
Геномдук революция
Микроорганизмдердин геномдук идентификациясы дагы бир сокку урду. Алгач микроорганизмдердин геномдук анализи үчүн молекулярдык генетиктер бардык бактериялар үчүн жалпы болгон рибосомалык РНКнын аймагын тандашкан. Бул нуклеиндик кислотадагы нуклеотиддердин ырааттуулугундагы айырмачылыктарга ылайык, бардык бактериялар филогенетикалык байланыштын негизинде бөлүштүрүлгөн.
Ошондо биз изилдеген культураланган штаммдар жана ошол бактериялар планетабызда жашаган бардык бактериялардын 5%ке жакынын түзөрү белгилүү болду. Ал эми маданий штаммдардан айырмаланып, биз алардын касиеттери жана биохимиясы жөнүндө эч нерсе билбейбиз.
Табигый штаммдын геномунан тиешелүү ырааттуулукту таап, биз аны филогенетикалык даракка гана жайгаштыра алабыз жанажаратылышта ал таза сызыктын эң жакын байланышкан штаммына окшош касиеттерге ээ деп ойлойлу.
Алдыда эмне болот?
Бир клеткадан бактерия геномунун секвенциясы дагы эле келечекте. Бүгүнкү күндө ал кымбат жана абдан кыйын, ал эми. Ошентип, таза саптар микробиологиянын "алтын резерви" бойдон калууда.
Кыйынчылыктар кала берсе да. Маселен, жакында океандын түбүндө жайгашкан “кара түтүндөрдүн” бактериялары изилденди. Микроорганизм сүрөттөлгөн жана анын геному таза культураны бөлүп албастан секвенирленген.
Ушундай жагдай алтын кендеринин тереңдигинде жашаган бактерияларда да бар. Бул микроорганизмдердин таза линиясы экени белгилүү болду - бир бактериянын тукуму.
Бирок, бул организмдер азык чөйрөсүндө өспөйт жана ушул убакка чейин эч ким таза штаммдын колониясын өстүрө алган жок.
Биотехнология жаңылыктары
Адамзат прикладдык билимдин бул тармагын өнүктүрүүдө көптөгөн суроолорго туш болот. Жана биологиялык гана эмес, этикалык да. Адам курчап турган дүйнөнү канчалык деңгээлде өзгөртүп, ага зыян келтире албайт? Суроо ачык бойдон калууда.
Бирок бүгүнкү күндө биотехнология жашообузга киргизилүүдө. Ошентип, пластмасса менен азыктанып, аны ыдыратууга жөндөмдүү бактериялардын штаммдары буга чейин эле өстүрүлгөн. Алар акырындык менен жасаса. Бирок окумуштуулар алардын геномунун үстүндө иштеп жатышат. Адамдын инсулининин баары генетикалык жактан өзгөртүлгөн E. coli бактериялары тарабынан "жарылганына" эч ким таң калбайт.
Жасалма биосинтезазыртадан эле бизди биогаз жана табигый келип чыккан жогорку молекулярдуу углеводдор түрүндөгү биоотун менен камсыздайт (бактериялардын калдыктары, биздин калдыктарыбыздын биомассасын отунга, энергияга, химиялык заттарга иштеткен протозойлордун калдыктары).
Айдоо жерлер жана таза суу бүгүнкү күндө чектелген жаратылыш ресурстарынын эң маанилүү компоненти болуп саналат. Жаңы биотехнологиялар (биоремедиация) микроорганизмдерди алардын потенциалын калыбына келтирүү жана булгоочу заттарды жок кылуу үчүн колдонуу мүмкүнчүлүгүн сунуштайт.
Ана ушунусу – келечек бул жерде.
