KOLONIALE BACTERIËLE MORFOLOGIE: KENMERKEN EN TYPEN - BIOLOGIE - 2026

De koloniale bacteriële morfologie zijn die beschrijvende kenmerken die microbiologen helpen om het "profiel" van een kweekbare bacteriesoort te bepalen en aan te vullen. Er moet rekening mee worden gehouden dat veel soorten bacteriën in een agarized medium gemakkelijk kunnen worden onderscheiden door de kenmerken van hun cellulaire aggregaten in de vorm van kolonies.

Dit kenmerk van bacteriekolonies is gemakkelijk zichtbaar op vaste kweekmedia, of ze nu zijn "gezaaid" of geïnoculeerd met zuivere culturen (een enkele geïsoleerde soort) of met gemengde culturen (een mengsel van onbekende soorten), in welk geval ze vaak zijn gebruikt als een teken voor taxonomische identificatie.

Verschillende koloniale morfologieën van Staphylococcus aureus (Bron: New HanseN via Wikimedia Commons)

De morfologie van een bacteriekolonie is zeer variabel, zowel vanuit macroscopisch als microscopisch oogpunt, een feit dat wordt aangetoond door de observatie van kolonies door middel van scanning elektronenmicroscopie, waar verbazingwekkende details van hun ultrastructuur kunnen worden gewaardeerd.

Aangezien zowel bacteriën als andere micro-organismen kunnen groeien op vaste oppervlakken in de vorm van kolonies, is kennis van de kenmerken van dit type groei erg belangrijk voor degenen die microben bestuderen in hun natuurlijke omgeving en hun relatie met de omgeving (“ microbiële ecologen ”).

Kenmerken van koloniale groei

De meeste bacteriesoorten die in een laboratorium worden gekweekt en in natuurlijke omgevingen worden aangetroffen, kunnen zowel in vloeibare als vaste media groeien.

In vloeibaar medium

Groei in vloeibare media wordt gewoonlijk experimenteel "gevolgd" door metingen van de optische dichtheid van de cultuur in de tijd.

Dit proces bestaat uit het inoculeren van een steriel voedingsmedium met de bacteriesoort die van belang is en het volgen van de toename in "troebelheid" in de tijd, die wordt bepaald als een toename van de optische dichtheid, die wordt gemeten met een elektronisch apparaat dat een spectrofotometer wordt genoemd. .

Als eenmaal duidelijk is dat de optische dichtheidswaarden bij een bepaalde golflengte niet meer toenemen, tekent de onderzoeker de verkregen waarden meestal als een functie van de tijd en verkrijgt zo een zogenaamde bacteriële groeicurve.

In de aldus verkregen curven is een regelmatig gedrag gemakkelijk waarneembaar (omdat het in praktisch alle geanalyseerde bacteriesoorten voorkomt), aangezien er vier goed gedefinieerde fasen worden waargenomen:

- Een “lag” of vertragingsfase.

- Een logaritmische of exponentiële fase (van plotselinge groei).

- een stationaire fase (de set van de curve).

- een doodsfase (afname van de optische dichtheid).

In vast medium

Bacteriegroei in een vast medium is enigszins anders dan in een vloeibaar medium, aangezien de cellen niet in een bewegende vloeistof worden gedispergeerd, maar eerder worden geaggregeerd om goed gedefinieerde kolonies te vormen.

Normaal gesproken is de groei in vast medium sneller naar de uitersten van de kolonie of, met andere woorden, de cellen die zich actiever delen bevinden zich in de periferie, terwijl die in het centrale gebied meer 'oud' zijn, ze zijn inactief. en ze ondergaan processen van autolyse (dood).

Sommige auteurs schrijven deze groeiverschillen in de kolonies toe aan het bestaan ​​van gradiënten van zuurstof, voedingsstoffen en zelfs giftige producten die door bacteriën in de kolonies worden geproduceerd, en stellen dat er in de uitersten hogere concentraties voedingsstoffen en zuurstof zijn dan richting het midden.

Aangezien de grenzen van de kolonies minder dik zijn dan het centrale deel, diffunderen zuurstof en voedingsmateriaal in deze gebieden gemakkelijker dan in het centrum, waar de diffusieprocessen daarentegen zo traag verlopen dat ze efficiënte celdeling.

Het is ook belangrijk om op te merken dat de definitie van een bepaald morfologisch patroon in een bacteriekolonie een sterk gecontroleerd proces is, niet alleen metabolisch, maar ook in relatie tot genexpressie, intercellulaire communicatieprocessen, enz.

Bovendien hangt de morfologie van een kolonie af van tal van omgevingsfactoren zoals onder meer de samenstelling van de omgeving, temperatuur, vochtigheidsgraad.

Soorten vormen van bacteriekolonies

De morfologie van een bacteriekolonie kan worden geanalyseerd vanuit macroscopisch perspectief (met het blote oog) of microscopisch (met observatie-instrumenten zoals microscopen).

Vanuit macroscopisch oogpunt kan de morfologie van de bacteriekolonies worden geanalyseerd volgens de kenmerken van de algemene vorm, de hoogte en de randen of randen.

De soorten morfologie die een bacteriekolonie kan presenteren (Bron: geen machineleesbare auteur opgegeven. Ewen nam aan (op basis van auteursrechtclaims). Via Wikimedia Commons)

De waardering van de algemene vorm en de kenmerken van de randen of randen wordt bereikt door de kolonies van onder naar boven te bekijken (wanneer deze onder gecontroleerde omstandigheden in een petrischaal worden gekweekt); terwijl het type verhoging wordt onderscheiden door de kolonie in profiel of vanaf de zijkant te bekijken, waarbij de plaat op ooghoogte wordt gehouden.

Volgens zijn algemene vorm

In dit geval kunnen de bacteriekolonies zijn:

- Puntig: degenen die groeien als kleine aggregaten van punten dicht bij elkaar.

- Cirkelvormig: het zijn zeer uniforme kolonies, volledig rond.

- Filamenteus: de kolonies die groeien als filamenten die uitsteken vanuit een centraal gebied of kern.

- Onregelmatig: die kolonies die geen gedefinieerde vormen hebben en die nogal amorf zijn.

- Rhizoïden: zoals de naam al aangeeft, groeien deze kolonies als de wortels van een plant.

- Fusiform: die kolonies die een langwerpige vorm hebben, alsof het een ellips is waarvan de randen longitudinaal zijn uitgerekt.

Volgens de marges of grenzen

Kolonies kunnen verschillende soorten marges of randen hebben, waaronder:

- Heel

- Krullend

- Gelobd

- Geërodeerd

- Filamenteus

- Curly (die lijken op de ringen van een boom).

Volgens de hoogte

Ten slotte kunnen de kolonies, afhankelijk van de hoogte van deze bacteriële celaggregaten op een vast medium, zijn:

- Plat: die met weinig of geen hoogte.

- Verhoogd: ze steken een beetje uit op het oppervlak, maar ze doen het op een regelmatige manier, dat wil zeggen dat de hoogte uniform is over de hele diameter van de kolonie.

- Convex: degenen die in het midden duidelijker stijgen, maar waarvan de randen vrij aan het oppervlak blijven vastzitten.

- Pulvinate: degene die lijken op een "koepel" die prominent uit het oppervlak steekt.

- Umbonadas: die kolonies die opstaande randen vertonen maar die worden gekenmerkt door het "projecteren" van een grotere massa cellen naar het midden, waarbij ze een vorm krijgen die lijkt op een borst ("mamiliform").

Volgens textuur

Naast de genoemde kenmerken kunnen de bacteriekolonies ook verschillende texturen vertonen die met het blote oog kunnen worden waargenomen, zodanig dat de kolonies zijn gedefinieerd.

- Zacht en glanzend

- Ruw

- gerimpeld

- Droog of stoffig van uiterlijk.

Referenties

1. Matsushita, M., Hiramatsu, F., Kobayashi, N., Ozawa, T., Yamazaki, Y., en Matsuyama, T. (2004). Kolonievorming bij bacteriën: experimenten en modellering. Biofilms, 1 (4), 305-317.
2. Matsushita, M., Wakita, J., Itoh, H., Watanabe, K., Arai, T., Matsuyama, T.,… & Mimura, M. (1999). Vorming van koloniepatronen door een bacteriële celpopulatie. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, 274 (1-2), 190-199.
3. Prescott, H., en Harley, JP (2003). Microbiologie. McGraw Hill Higher Education, 412-413.
4. Shapiro, JA (1995). De betekenis van bacteriële koloniepatronen. Bioessays, 17 (7), 597-607.
5. Shapiro, JA, en Trubatch, D. (1991). Opeenvolgende gebeurtenissen in de morfogenese van bacteriële kolonies. Physica D: Nonlinear Phenomena, 49 (1-2), 214-223.
6. Sousa, AM, Machado, I., Nicolau, A., & Pereira, MO (2013). Verbeteringen op het gebied van identificatie van de morfologie van kolonies ten aanzien van bacteriële profilering. Journal of microbiological methoden, 95 (3), 327-335.