Бактериялар

Бактериялар
Escherichia coli бациллалары электронды микроскоппен көрініс
Ғылыми топтастыруы
Әлемі: Bacteria Woese et al., 1990
Түрлері
Грам позитивті түрлер Actinobacteria (high-G+C) Firmicutes (low-G+C) Tenericutes (no wall) Грам негативті түрлер Aquificae Bacteroidetes/Fibrobacteres–Chlorobi (FCB group) Deinococcus-Thermus Fusobacteria Gemmatimonadetes Nitrospirae Planctomycetes–Verrucomicrobia/Chlamydiae (PVC group) Proteobacteria Spirochaetes Synergistetes Белгісіз Acidobacteria Chloroflexi Chrysiogenetes Cyanobacteria Deferribacteres Dictyoglomi Thermodesulfobacteria Thermotogae
Синонимдері
Eubacteria Woese & Fox, 1977

Escherichia coli.

Anabaena flosaquae.

Bacillus subtilis.

Бактериялар (көне грекше: βακτηρία – «таяқша») — тек микроскопта ғана көрінетін аса ұсақ жасушалар және олар көптеген әр алуан аурулар туғызады, бірақ көбінесе нейтралды қызметті атқарады.

Бактерия — бір жасушалы организм, көбісі таяқша пішінді болып келеді. Бактерия негізінен түссіз тек кейбіреулерінде ғана аздап бояғыш заттар кездеседі. Фотосинтез құбылысы жүретін көк-жасыл қызыл түсті өкілдерін цианобактериялар деп атайды; ядросы, митохондриясы, пластидтері қалыптаспаған өте кішкентай біржасушалы организмдер.

Бактериялар – табиғатта ең көп тараған, негізінен бір жасушадан тұратын, оқшауланған ядросы жоқ, қарапайымдылар. Алғаш рет бактерияларды XVII ғасырда голланд ғалымы, микроскопты жасаған — Антони ван Левенгук байқаған. 19 ғасырда бактериялардың құрылысы мен табиғаттағы рөлін француз ғалымы Луи Пастер, неміс ғалымы Роберт Кох және ағылшын ғалымы Джозеф Листер зерттеді. Бактериялардың жасуша құрамында тұрақты жасуша қабаты, цитоплазмалық мембрана, цитоплазма, нуклеоид, рибосома болады. Ядроның қызметін дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) атқарады. Бактериялар ядросы мембрана қабығымен оқшауланбаған және онда хромотин жіптері түзілмейді. Бактериялар қарапайым бөліну арқылы көбейеді. Мысалы, 1 г қара топырақта 2–3 млрд. бактериялар, 1 г құмды топырақта 150 мың бактериялар, адам көп жиналған бөлме ауасының 1 м³-інде он мыңдай бактериялар тіршілік етеді. Олардың пішіндері әртүрлі: шар тәрізділерін — кокк, қосарланғандарын — диплококк, таяқша тәрізділерін — бациллалар, үтір тәрізділерін — вибриондар, таға тәрізділерін терроидтар, жүзім тәрізді шоғырланғандарын — стафилококтар деп атайды. Бактериялардың ұзындығы 1–20 мкм, ені 0,1–10 мкм, ал жіп тәрізділерінің ұзындығы 50–100 мкм-ге жетеді. Қолайсыз жағдай туғанда сырты қалың қабықпен қапталып спора түзеді. Бактериялар өте төменгі температурада (–190°С-та, ал споралары –253°С-та) тіршілік ете береді. Оларды өте жоғары температурада (+100°С-та) кептіргенде, кейбір түрлері (мысалы, гонококтар) тіршілігін тез жойса, дизентерия таяқшалары жеті тәулік, дифтериянікі отыз тәулік, туберкулездікі тоқсан тәулік, ал түйнеменің бациллалары он жылға дейін тіршілігін жоймайды. Бактерияларды ультракүлгін сәулелері ерітіп жібереді. Қышқылды, қантты, тұзды ортада тіршілік ете алмайды. Бактериялардың көпшілігі зиянсыз, ал зиянды түрлері көптеген жұқпалы аурулар (туберкулез, тырысқақ, көкжөтел, т.б.) тудырады. Бактериялар жасушасында өсімдіктер мен жануарлардың жасушасында болатын элементтердің барлығы кездеседі. Бактериялардың тіршілігінде ферменттердің атқаратын рөлі зор. Олардың бір бөлігі (эндоферменттер) бактерияларда синтез, тыныс алу процесін реттесе, ал екіншілері (экзоферменттер) бактериялар арқылы қоршаған ортаға бөлініп шығады. Сондай-ақ олардың тіршілік етуі үшін көміртек пен азот өте қажет. Бактериялар азотты белоктан, амин қышқылдарынан, аммоний тұздарынан, нитраттардан алады, кейбіреулері атмосфера азотын сіңіреді. Бактериялар көміртекті көптеген көмірсулардан, спирттерден, органикалық қышқылдардан, т.б. алады. Органикалық қосылыстардағы көміртекті сіңіретін бактерияларды гетеротрофты, ал атмосферадағы көміртекті сіңіретіндерді автотрофты бактериялар деп атайды. Бактериялар ауа бар жерде де (аэробты бактериялар), жоқ жерде де (анаэробты бактериялар) өсіп-өнуге бейімделген. Өсімдіктер мен жануарлар қалдықтарын минералдандыру арқылы бактериялар табиғаттағы зат айналымына қатысады.

Мысалы, бактериялар өсімдік қалдығына әсер еткенде, оның құрамындағы крахмал, пентозандар, целлюлоза, пектин заттары су мен көмір қышқылына ыдырайды. Тірі организмдерге шіріту бактериялары әсер етсе, ондағы азот қосылыстары аммиакқа айналады. Ал топырақтағы нитрификациялаушы бактериялар аммиакты азот қышқылы тұздарына дейін тотықтырады. Бактериялар топырақ құнарлылығын қалыптастыруға, химиялық элементтердің геохимиялық жолмен алмасуына қатысады, антибиотиктерді, амин қышқылдарын, витаминдер мен ферменттерді, т.б. қосылыстарды түзеді. Бактериялар тамақ және жеңіл өнеркәсіптерінде (сүт тағамдарын әзірлеу, зығырды жібіту, т.б.) кеңінен пайдаланылады.

Бактериялық сілтісіздендіру, бактериялық шаймалау

Бактериялық сілтісіздендіру, бактериялық шаймалау — кентастар құрамындағы бағалы кендерді (уран, мыс, алтын, т.б.) микроорганизмдер көмегімен ерітінділеп алу әдісі. Металдарды бактериялық сілтісіздендіру арқылы бөліп алу әдісімен өндіру XVI ғасырдан белгілі болған. Бірақ ол кезде бактериялардың металдарды сілтісіздендірудегі рөлі белгісіз болды. 1947 жылы американың микробиологтары Холмер мен Хинкелл кеніш суында бұрын белгісіз Thіobacіllus T. ferrooxіdans бактериясының бар екенін анықтады және оның сульфидті минералдардың барлық түрін, күкіртті, темірді, сондай-ақ Сu+, Se2-, Sb3+, U4+ элементтерін қышқылдығы (рН) 1,0–4,8, температурасы 5–35° болатын ортада тотықтыра алатынын дәлелдеді. Бұл бактериялардың 1 г кендегі, немесе 1 мл кен суындағы мөлшері 1 млн-нан 1 млрд-қа дейін болады. 1958 жылы АҚШ-та мысты T. ferroоxіdans бактериясымен сілтісіздендіру әдісі патенттелді. КСРО-да бұл жөніндегі зерттеулер 20 ғасырдың 50-жылдарында басталды. Оның нәтижесінде зерттеушілер сульфидті минералдарды, темірді, күкіртті тотықтыратын бактериялардың жаңа (Leptospіrіllum L. ferrooxіdans, Thіobacіllus organopatus, Thіobacіllus thіooхіdans, т.б.) түрлерін ашты. Түсті металдарды кеннен бактериялық сілтісіздендіру әдісімен алуда бактериялардың тиондық түрі — T. ferrooхіdans көбірек қолданылады. Бактериялық сілтісіздендіру процесін жылдамдату үшін кенді ұнтақтап немесе кен үгіндісін (концентратын) жете араластырып, алынған қойыртпақты аэраттап және бактериялардың әрекетке жарамдылығы толық сақталатындай температура мен қышқылдылықты (рН-ты 1,5–2,5 шамада) біркелкі ұстау қажет. Бұл жағдайда 1 мл концентраттағы бактерия жасушаларының саны 109–1010 жетеді. Бір сағат ішінде, осындай мыс концентратынан 0,7 г/л, мырыштан 1,3 г/л; қалайыдан 0,2 г/л өнім ерітіндіге түседі. Қалайы мен алтыны бар үгіндіден 70–80 сағат ішінде 90% пайдалы кенді (металды) бөліп алуға болады. Бактериялар сульфидтерді жүздеген, мыңдаған есе тез тотықтырады, ал екі валентті темірдің (Fe2+) тотығуын химиялық әдіске қарағанда 2Һ105 есе жылдамдатады. Ашық әдіс үш валентті (Fe3+) темір және бактериясы бар әлсіздеу күкірт қышқылының (H2SO4) судағы ерітіндісін үйіндідегі кенге шашыратып себу арқылы іске асырылады. Жер астылық әдісте ерітінді айдау ұңғымасы арқылы кенге жеткізіледі, ал құрамында металы бар ерітінді ұңғыма арқылы жер бетіне шығарылып, гидрометаллургия зауытына жіберіледі. Бактериялық сілтісіздендіру әдісімен алған металдың өзіндік құны химиялық сілтісіздендірумен салыстырғанда бір жарым – екі есе төмен болады. Бактериялық сілтісіздендіру әдісі Қазақстанда алғаш рет Қоңырат, Николаев кеніштерінде қолданылды. Бактериялар 20 минут сайын екіге көбейіп отырады.

Луи Пастер дуэль кезінде, өзінің қаруын, бактерия деп алды. Ол бір колбаға оспа бактериямен толтырып, екінші колбаға таза суды құйған. Оның жауы бір колбаны ішсе, Пастер екінші колбаны ішеді. Жау осыны естіп, дуэльден бас тартты.

Бактериялардың жіктелуі

Тiрi дүние жүйесiнде бактериялар Жасушалылар империясына, Прокариоттар дүние тармағына немесе Бытыраңқылылар (Монера) дүниесiне жатады.

1991 жылы Серавинның жіктелу жұйесі бойынша молекулалы-биологиялық зерттеулерге байланысты бактерияларда екi дүние тармағын:

1. Архебактериялар
2. Эубактериялар

1992 жылғы Мамоновтың жіктеуі бойынша үш дүние тармағын:

1. Архебактериялар
2. Эубактериялар
3. Оксифотобактериялар қарастырады.

Бактерияларды микроскопиялық ядросы жоқ организмдердiң тобы ретiнде және ескi оқулықтардағы бактерияны бiр бактериялар дүние деңгейiнде қарастыру, қазiргi кезде де ескiрген. Л.Н. Серавиннiң (1991) пiкiрiнше, бактериялар — бұл ерекше клеткаға дейiнгi (прокариотты) бактериоидты деңгейлi құрылысы бар организмдер, оның құрылысы:

• процитке,
• процит отарына,
• полипроциттерге бөлiнедi.

Бактериялар бiздiң планетаның қарапайым организмдерi болып табылады, олар құрылысы және тiршiлiк ету процестерi бойынша әртүрлi болып келедi:

Цианобактериялар (көк-жасыл балдырлар)

Цианобактериялар — 2 мың түрге жуық 54 бактериялар тiршiлiк етедi. Бұл үш млрд жыл бұрын пайда болған өте көне организмдер. Жасушасының пiшiнi доғалы, цилиндрлi таяқша тәрiздi. Ционобактериялар бiржасушалы болуы мүмкiн немесе көпжасушалы жiпше құрайды клетканың жарғақшасы целлюлоза, нуклеин және пектин заттарынан тұрады. Сыртынан Жасушалар тығыз қапшық тәрiздi сiлемеймен қапталған. Барлық прокариоттар сияқты оларда ядро болмайды. Цианобактериялар жасушаларының түсi әр түрлi — көкжасылдан күлгiн қызыл және қараға дейiн. Мұндай спектр ерекше пигменттер жинағымен анықталады олар — хлорофиллдер, ксантофилдер және фикобилиндер Цианобактериялар жасушаның екiге бөлiну арқылы көбейедi.

Тiршiлiк ету ерекшелiгi фотосинтезбен атмосфералық азотты азотфиксациялау қабiлетi болып табылады. Көне дәуiрде Архей заманында атмосферасы оттегiмен цианобактериялардың фотосинтезi қызметiнiң арасында байыған.

Цианобактериялардың негiзгi бөлiгi тұщы суларда, ал кейбiр аздау түрлерi теңiздерде мекен етедi. Шалшық сулардың қарқынды гүлдеуi цианобактериалардың көбеюiмен байланысты. Азотфиксациялайтын цианобактериялар ауа азотын меңгерiп оны басқа организмдер пайдалана алатын қолайлы қосылыстарға айналдырады. Цианобактериялардың маңызы: зат және энергия айналымында үлкен рөл атқарады.

Архебактериялар

Архебактериялар («Archaios» – көне) физиологиялы-биохимиялық қасиеттерi бойынша нағыз бактериялар-эубактериядан ерекше, жасушаның құрылысы прокариотты болып келетiн микроорганизмдер тобы. Архебактерияның мембрана липидiнiң құрамы, эубактерияда да, эукариоттарда да кездеспейтiн глицерин мен изопреноидты спирттiң эфирi кiредi. Архебактерия клетка қабықшасы эубактериядағы муреиннен емес, қышқыл полисахаридтен, ақуыз немесе псевдомуреиннен тұрады. РНК-полимеразасы 9–12 субьбiрлiктен тұрады (эубактерияларда 4–8).

Рибосомаларға оған кiретiн ақуыздың күштi қышқылды болуы тән. Эукариот хромосомына тән, архебактериялардың генетикалық материалында жүздеп қайталанатын нуклеотидтi тiзбектермен интрондар қатысады. Архебактериялар рибосомды және тасымалдаушы РНК-дағы нуклеотидтер тiзбегiнiң құрамы бойынша, басқа микроорганизмдерден ерекшеленедi. Архебактериялар зат алмасу типi бойынша, физиологиялық және экологиялық ерекшелiгi бойынша әртүрлi болады, оның iшiне: аэробтар мен анаэробтар, хемогетеротрофтар мен хемоавтотрофтар, нейтрофилдер мен ацидофилдер кездеседi. Кейбiр архебактериялар (галлобактериялар) фотосинтездiң, жарықты хлорофил емес, бактериородоксин сiңiретiн ерекше типiне ие.

Архебактериялардың бес топқа жататын (25 тұқым) 40 тан астам түрi бар. Кейбiр зерттеушiлер Архебактерияларды жеке дүниеге, ал басқалары (Mendosicutes) және (Archaebacteria) прокариттар дүние үстi мен бөлiмiне жатқызады.

Архебактерияларды 1977 жылы Л.Маргун мен Д.Ненни (АҚШ) солай атап дүние деңгейiне бөлiп шығарды. Бұл микроплазмаға тән, метантүзушi, аэробты күкiрт қышқылдаушы, анаэробты күкiрттi қайта түзушi, термоацидофильдi күкiрттi аэробтар мен галафилдер. Архебактериялардың клетка пiшiнi шар, цилиндр, спираль, сәуле, төртбұрыш, қорап тәрiздi және т.б. болып келедi. Олар, прокариоттар сияқты нуклеидтен, эукариоттарға тән мембранды органелла: митохондрия, лизосома, Гольджи аппараты, эндоплазмалық тордан тұрады. Барлығында клеткалы қабықша, кейтүрлерiнде талшық пен фибриллдер болады. Кейбiр түрлерi моноқабатты липидтi мембрана түзедi. Көбiсiнде гликоген кездеседi.

Клеткалы қабықша құрамында муреин орнын басқа биополимерлер қышқыл МПС, ақуыз немесе псевдонуклеин құрайды. Оның нуклеиннен айырмашылығы, оның құрамында мурамды қышқыл болмайды. 100 градустан жоғарғы температурада дамуы мүмкiн.

Бактериялардың құрылысы және тіршілік процестері

Бактериялар — ядросыз, микроскопиялық бiр клеткалы организмдер (құрылымның прокариоттық типi). Бактериялардың тұқым қуалау материялы (нуклеоид) цитоплазмада орналасқан сақина тәрiздi нуклеин қышқылымен (ДНҚ) берiлген. Бактериялардың нуклеин қышқылындағы гендердiң саны адам клеткасындағыдан 500 есе аз.

Бактерия клеткасы жарғақшамен қоршалған. Оның iшiнде сiлемейлi капсуланы, клеткалық қабықшаны, және цитоплазмалық жарғақшаны керуге болады. Клеткалық қабықша муреиннен тұрады. Клеткалық қабықшалардың бояғыштармен бояу қабiлетiне қарай грамм — оң және грамм терiс деп ажыратады (бұл әдiс зат ғалымы Грамм ұсынған). Грамм оң бактериялардың муреин қабақшасына басқа заттардың — полисахароид және ақуыздардың молекулалары ендiрiлген, ал грамм терiс бактерияларда клеткаларының қабықшаларына ерекше қасиет беретiн муреин үстiнде липидтер қабаты (майтәрiздес заттар) орналасқан. Кейбiр бактериялардың плазмалық жарғақшасы клетканың iшiне майысып, фотосинтезбен тыныс алуда қатысатын ферменттердiң негiздерiн құрайды. Бактериялардың цитоплазмасында клетка органоидтарынан тек рибосомалар ғана бар. Эукариоттар клеткаларына тән органоидтар (ядро, митохондриялар, пластидтер, Гольджи аппараты) бактерияларда болмайды.

Клеткалар бiрiгу ерекшелiктерiнiң түрлерi жағынан бiрнеше топқа бөлiнедi: шартәрiздес - кокктар, жұп байланысқан кокктар – диплококктар, жiп тәрiздес стрептококктар, жүзiм шоғы тәрiздес – стафиллококктар, жiп тәрiздi – таяқшалар мен бациллалар, спиральдi иiрiлген – спириллалар, ұзын, қатты иреленген-спирохеттер. Кейбiр бактерияларда қозғалыс органоидтары талшықтары болады.

Спораның түзiлуi тек кейбiр бактерияларға ғана тән, мысалы клостридиуль бациллалары.

Қоректену типi жағынан бактериялар екi топқа бөлiнедi: автотрофты және гетеротрофтылар. Автотрофты бактериялар беиорганикалық заттардан органикалық зарттар түзедi. Автотрофтар пайдаланатын қуат көзiне қарай фототрофты (жасыл және қызғылт) және хемосинтездеушi (нитрификсациялайтын, темiрбактериялар, күкiртбактериялар) болып бөлiнедi. Гетеротрофты бактериялар дайын органикалық заттармен қоректенедi: сапротрофтар — өсiмдiктер мен жануарлардың өлiк қалдықтарымен, паразиттер мен симбионттар – тiрi организмдер.

Азотты пайдаланудың көзiнен олар аминоавтотрофты және аминогетеротрофты болып бөлiнедi: бiрiншiлерi азоттың минералды қосындыларынан және ауадан (азотфиксациялайтын бактериялар), ақуыз синтездеу, екiншiлерi дайын аминқышқылдарды пайдаланады.

Бактериялардың көбеюі

Бактериялардың көбеюi клетканың екiге бөлiнуi арқылы жүредi (жыныссыз көбею). Бөлiну жылдамдығы жоғары әр 20 мин. бiр бөлiнедi. Мұндай жылдамдықпен 6 сағат iшiнде бiр клеткадан 250 мың клетка түзiледi. Кейбiр кезде бактерияларда жынысты көбеюге ұқсас процесс (генетикалық ақпарат алмасу) байқалады.

Бактериялардың көбею жылдамдығы орта жағдайларына байланысты болады. Егер бактерияларға қолайлы жағдай туса, олардың көбеюі де тездейді. Бактериялар үшін ортада қажетті қоректік заттар болып, жылу, ортаның реакциясы, аэробты бактериялар үшін оттегі жеткілікті болса, әрбір жасушаның көбеюі 20-30 минут сайын қайталанып отырады. Сондықтан көбею жылдамдығы мен сыртқы орта жағдайының арасында тығыз байланыс, кейде тіпті тәуелділік бар деп те айтуға болады. Сөйтіп, азғана уакыт ішінде көлемі 1-2 микрондай болатын бактериядан орасан көп клеткалар түзіледі. Қолайсыз жағдайда бактериялар спора түзедi. Спора күйiнде бактериялар жоғарғы және төменгi температураға төзiмдi және ұзақ уақыт бойы сақталуы мүмкiн. Осылай сiбiр жарасының таяқшасы спора түрiнде 30 жыл бойы өз тiршiлiк ету мүмкiндiгiн сақтайды.

Бактериялардың көбею жылдамдығын мына мысалдан айқын көруге болады. Егер 20 минут сайын клетка бөлінетінің ескерсек, ол бір тәулік ішінде 72 рет қайталап 272=472-1019 клетка пайда болады. Егер бір миллиард бактерия клеткасының салмағы 1 млграммдай болса, онда472-1019 клетка 4720 тоннаға тең келеді.

Бактерияның вегетативтi формасы 60 градус температурада 30-60 мин. iшiнде, 80-100 градуста 1-2 минуттан кейiн өледi. Споралар төзiмдi болады. Сiбiр жарасының бацилласының спорасы қайнатуға 10-20 мин., ал ботулизм клостридийдiң спорасы 6 сағатқа шыдайды.

Қоректi заттағы бактерияның вегетативтi формасын 60 градус температурамен ұзақ уақыт бойы (30 мин) жоюды француз ғалымы Л.Пастер ойлап тапты. Бұл процестi “пастерлеу “деп атады.

Микроорганизмдер мен олардың спораларын жоғарғы температура арқылы толық жою стерилизация деп аталады. Бұл бактериялар (сапрофиттер) өлi өсiмдiктер мен жануарлардан қоректi заттарды өндiредi, оларды редуценттерге жатқызады. Олар табиғатта зат айналымын қамтамасыз етедi. Бұл бактериялардың топырақты түзуде рөлi зор. Гумустың мөлшерiн көбейте отырып олар топырақтың құнарлығын арттыруға болады.

Гетеротрофты бактериялар азық-түлiктерге түсiп, оларды бұза алады, мысалы ақуызды заттардың шiруiн тудыратын бактериялар. Көмiртегi субстратын ыдыратып сүтқышқылды өнiмдердi ашу процесiнiң биологиялық рөлiн француз ғалымы Луи Пастер анықтады. Сүтқышқылды бактериялар сүттi ашытып қаймақ, iрiмшiк, сары май, айран, кiлегей сүт сияқты сүттi-қышқыл өнiмдердi жасауда қолданылады. Сүтқышқылды бактерияларға- сүтқышқылды стрептококк, кiлегейлi стрептококк ацидофилдi таяқша жатады. Сүтқышқылды ашыту пiшен (силос) дайындағанда, орамжапырақты ашытқанда, көкөнiстердi консервациялағанда пайдаланылады.

Бұл бактериялар жануарлардың ас қорыту жолының түрлi бөлiмшелерiнде мекендейдi. Әсiресе бұл бактериялардың өте көп мөлшерi күйiс қайыратын малдардың қарнында орналасады. 1 мл қарын құраушыда 1-ден 10 млрд бактерия табуға болады (Насенов Б.) Бұл бактериялардың қызметi целлюлозаны құраушы дөрекi қоректi (корм) ыдырату. Целлюлозаның 90% дейiнiн микробтармен ыдыратылады. Ыдыраудың өнiмдерi организммен игерiлетiн органикалық қышқылдарды түзейдi. Адамның iшегiнде көптеген симбионттар-лактобактериялар, бифидобактериялар орналасқан. Олардың тiршiлiк ету өнiмдерi кейбiр патогендi микробтардың дамуын тежейдi.Тоқ iшек бактерияларға аса бай болады. Бұл бөлiктiң тұрақты тұрғындары — эмерихиялар, энтерококктер, сүтқышқылды таяқшалар.

Осыдан басқа, бактериялар өсiмдiктермен симбиозға түседi — бұршаққап өсiмдiктерiнiң түбiр түйнектерiнде тiршiлiк ететiн ризобиум бактериясы азоттан ауаны фиксациялау қабiлетiнне ие.

Бактериялардың экологиясы

Адамға пайдалы бактериялар

Микроорганизмдердiң адам үшiн маңызы зор: бiрiншiден, олар биосферада үлкен рөл атқарады және екiншiден, оларды әртүрлi әдiстер арқылы қажеттi мақсатта қолдануға болады.

Адам барған сайын бактерияларды кеңiнен қолдануда. Бұл қазiргi өндiрiстiң қайта қурылуы және биотехнологияның пайда болуының алғы шарттары. Осыған қарамастан, бiз күнделiктi қолданыс заттарының, соның iшiнде қоректi заттар мен энергия көзiнiң алыну әдiсiнiң түбiрiмен өзгертетiнiне сенiмдiмiз. Биотехнологияның өркендеуi көп жағынан генетикамен байланысты. Генетикалық бiлiмнiң жиналуынан, кез-келген организм генiмен, соның нәтижесiнде, айналымға қатысуға еркiн мүмкiндiк алдық. Осылай гендiк инженерия пайда болды.

Биогеохимиялық циклдар (биогендi элементтер айналымы). Азот айналымына келесi бактериялар қатысады:

1. азоттүзушi бактериялар, еркiн тiршiлiк ететiн сапрофиттер, мысалы Azotobacter, немесе симбионттар, мысалы Rhizobium;
2. нитраттаушы бактериялар, органикалық қосылыстарда байланысқан азотты (мысалы, ақуызда) нитратқа, мысалы Mitmsomonos Nitobactor: айналдырады;
3. нитраттайтын бактериялар, мысалы Thiobacillus, яғни нитратты бос азотқа айналдырады.

Ағын суларды тазарту

Тазартушы құрылыстардағы бактериялардың рөлi, топырақтағымен бiрдей-ақ. Екеуiнде де, олар органикалық заттарды ыдыратып, оларды еритiн зиянсыз бейорганикалық қосылыстарға айналдырады. Күнделiктi ағын суларды алдын ала арнайы қоймаларда сұйық бөлшек пен құмды тұнбаға бөледi, және содан кейiн оны, аэробты және анаэробты бактерияларды қолдана отырып бiрнеше кезеңмен қайта өңдейдi. Анаэробты бактериялар түзетiн метан, кейде тазартушы құрылыстардың жұмыс iстеушi механизмдерiнде жанармай ретiнде қолданылады.

Тазартудан кейiн, өзенге ағызатын тазартылған сұйықтық алады, және зиянсыз органикалық және бейорганикалық заттар мен микроорганизмдерден тұратын құмды (көбiне бактериялар мен қарапайымдылар), кептiрiп егер арасында ауыр металмен ластанбаса, тыңайтқыш ретiнде қодануға болады.

Симбиотикалық бактериялар

Сүтқоректiлер мен басқа жануарлар целлюлозаны қорыта алмайды, себебi целлюлоза ферментi жоқ. Шөппен қоректенушi жануарлардың қорегiнiң негiзгi массасы жасұнық құрайды. Бiрақ олардың iшектерiнде, жасұнықтарды қорытатын симбиотикалық бактериялар мен қарапайымдылар тiршiлiк етедi. Қояндарда ондай бактериялар соқыр iшекте және құрт тәрiздi өсiндiде, ал сиыр мен қойда – месқарында тiршiлiк етедi. Жанама түрде бұл бактериялар адамға да қызмет етедi, себебi адам үй жануарлар етiн қорек ретiнде қолданады.

Адамға тiкелей қатысты, өзiнiң iшегiнде “микрофлорасы” бар. Iшекте көптеген бактериялар тiршiлiк етедi, адамның терiсiнде тiршiлiк ететiн бактериялар патогендi организмдерден қорғайды.

Ашудың өндiрiстiк процестерi

Көптеген пайдалы органикалық заттар ашу нәтижесiнде пайда болады, және адам оны мыңдағанжылдар бойы қолдануда. Ашу заттары келе-келе қорек пен жанармайдың жаңа көзi ретiнде маңызды болып келуде. Бұл сұрақпен көптеген ғалымдар мен техниктер айналысуда. Iрiмшiк жасау өндiрiсiнде сүттi қант лактоза сүт қышқылына дейiн ашиды, ал қышқыл сүт ақуызды казеиндi ұйытады. Ақуыз бен майдан тұратын қатты қоюларды сұйық сарысудан бөлiп алып, бактериялар мен саңырауқұлақтарды инокулиырлайды, iрiмшiктiң әр түрiн алу үшiн әртүрлi микроорганизмдердi қолданады, мысалы Reggepgi Lactobacillus — тың түрлерiн қолдану арқылы алады. Сүтқышқылды стрептококтар қаймақты ашытып, сары майға тән дәм мен иiс бередi. Lactobacillus тұқымынан шыққан сүтқышқылды бактериаларды, орамжапырақ ашытуда, әртүрлi тұздаулар мен маринадтарды алуда қолданады.

Адамға зиян бактериялар

Бактериялар адамға екi жағдайда зиянды болуы мүмкiн. Бiрiншiден, егер ерекше шаралар қолданбаса сапрофиттi бактериялар ас азық – түлiктердi бұзады; осыдан азық – түлiктердi сақтаудың көптеген түрлi және экономикалық жағынан пайдасыз тәсiлдерi. Екiншiден, бактериялар аурулардың қоздырғышы болуы мүмкiн: бұл әсiресе жануарларға қатысты. Адамдарда, үй жануарлары да (хайуандар) ауырады, ал кейбiр кездерде егiстiктерде зардап шегедi. Аса тараған бактериалды және вирусты аурулар инфекцияларының таралу тәсiлдерi ұқсас болғандықтан, бұл ауруларды бiрге қарастыру ыңғайлы.

Жануарлардың аса қауiптi ауруларына сальмонеллез жатады. Өсiмдiктердiң бактериалды ауруларынан жемiс өсiмдiктерiнiң галлдары және алма ағашпен алмұрттардың бактериалды күйiгiн тудыратын Agrobacterium tumefaciens және Erwinia amylovorum – мен ауруларды атап кетсе болады.

Инфекцияларды таратушылар

Таратушы – бұл инфекцияны тарататын кез-келген тiрi организм. Ол инфекциялық бастамасын тасымалдаушы немесе резервуар деп аталатын организмнен алады. Мысалы, бүргелер тиф және оба (бубонды оба немесе «қара өлiм») сияқты бактериалды аурулардың тасымалдаушысы, ал олардың резервуарлары егеуқұйрықтар. Құтыру вирусы бiр жануарда сақталып таратылады, мысалы итпен немесе жарғанатпен а) тасымалдаушы мен және б) резервуармен. Бұл жағдайларда денесiнде патогендi микроорганизм көбейе алатын тасымалдаушы екiншi қожайын ретiнде шыға алады. Насекомдар ауру қоздырғыштарын денесiнiң сыртқы жабындарында тасымалдай алады. Мысалы, шыбындар тырысқақ, дизентерия сияқты iшек ауруына шалдыққан адамдардың нәтижесiнде жорғалап және қоректенiп жүрiп мiндеттi түрде бұл аурулардың қоздырғыштарын денi сау адамдар пайдаланатын азық – түлiктерге тасымалдауы мүмкiн.

Инфекциялардың таралу жолдары

Ас қорыту жолдары инфекциялық ауруларға шалдыққанда қоздырушылар нәжiстерге түседi. Осыған байланысты бұл аурудың ең қарапайым үш таралу жолы қарастырылады: Су арқылы — Тырысқақ, дизентерия сияқты аурулар жұғады. Егер гигиена мен санитарияның ең қарапайым ережелерi үнемi орындалмаса, аурулардың нәжiстерi тiкелей ас суларының көздерiне түседi немесе өзендерде жинақталады. Осындай жолмен бұл аурулар халық арасында жылдам тарайды. Ас арқылы: Ас азық – түлiктерi таза емес суда жуылса, кiр қолмен ұстаса немесе оған шыбындарды қондырса ластанып ластанған қалады. Заттар арқылы: Кез – келген заттар тiкелей кiрленудiң немесе дұрыс емес қолданудың нәтижесiнде жуынды – шайындымен ластанады. Осындай заттарды қолдан қолға бергенде, ауру астарлап айтқанда «қолдан ауызға» тасымалданады. Тiкелей ас арқылы тасымалданатын қоздырғыштар толығымен пiсiрiлмеген немесе қуырылмаған ет жиi астан уланудың себепшiсi болады. Бұл етке сальмонеллалардың жұғуының тiкелей нәтижесi. Ботулизмдi қоздыратын бактерия – Clostridium botilinum. Бұл аспен улану өлiмге алып келедi, Clostridium botilinum токсинi белгiлi токсиндер iшiне улылығы ең жоғары (тышқанның өлiмiне 5-105 мкг дозасы жеткiлiктi). Бұл бактерия ақуызға бай азық – түлiктерде, соның iшiнде ет консерваларда жақсы дамиды.

Жаралардың ластануы

Тасымалдаушы – жануарлардың шағуымен тасымалданатын инфекциялардан тыс, жараларға аурушаң бактериялардың түсуiмен байланысты бiрқатар ауруларды атауға болады. Ең алдымен бұл iрiңдеу және сiреспе сияқты терең жарақаттардың инфекциялары. Екi ауруда әдетте жараға топырақтан түсетiн Clostridium –ның әр түрлерiмен қозады. Көптеген үстiңгi жарақаттар мен күйген жерлер стафилококктармен және стрептококктармен инфекцияланады.

Сұттегі бактериялардың құрамы

Сиырларды сау уақытында және одан кейiнгi өңдеуде сүтке даусыз бактериялар түседi бұл қанша гигиена шарттарын сақтаса да болатын нәрсе. Әдетте жаңа сауылған сүттегi бактериялардың дамуын тежеу үшiн бiрден салқындатады, өңделмеген шикi сүттi пастерлейдi, яғни патогендi бактерияларды жою үшiн ысытып жылытып алады. Соның өзiнде көптеген патогендi емес бактериялар тiрi қалады. Бактериялардың сүттегi құрамы мынадай +15 +30 С- де Streptococcus lactis грамоң микроорганизм және көптеген басқа стрептококктар (грамоң) оған қоса Lactobacillus- қа ұқсас бiрақ ұшында iсiнетiн таяқ тәрiздi клеткалары бар коринеморфты яғни шоқпар тәрiздi коринеморфты бактериялар Мысалы, Microbacterium, Brevibacterium, Streptococcus lactis 10 C-те жақсы дамиды, бiрақ 40 С жоғары температурада оның дамуы тоқтайды, 30-40 С –те Lactobocillus, Streptococcus lactis грамоң әр түрлерi және полиморфты iшектi бациллалары басымдылық танытады Мысалы, Е coli, Streptococcus lactis және Lactobacillus сүтқышқылды бактерияларға жатады. Ашыту үстiнде анаэробты тыныс бұл бактериялар лактозадан сүт қанты жиналып сүттiң ашуына әкелетiн сүт қышқылын түзедi Streptococcus lactis және Lactobacillus құрайтын колониялар аса үлкен емес колонияның максималды диаметрi бiрнеше миллиметрден аспайды, пигменттелмеген және өзiндiк бор түсi болады. Streptococcus lactis түзу қырлары бар тегiс колонияларды құрайды. Егер қорек агарына майдаланған кальций карбонатын салса колония маңында сүт қышқылы кальций карбонатын ерiткен орнында ашық зоналар пайда болады. Стрептококктер сүтқышқылды өнiмдердi алуға қажет Сыртқы түрiнен оларың басқа стрептококктерден айырмашылығы жоқ, Lactobacillus клеткалары таяқша тәрiздес болады, бiр-бiрiне қосылып колония түзедi. Колониялардың бетi бұдыр текстуралы, ал шеттерi формат дұрыс емес болады. Сүтте басқа да бактерияларды табуға болады, солардың iшiнде iшекте тiршiлiк ететiн Alcaligenes (грамтерiс) туысына жататын таяқшаларды. Мак-Конки агарында оларды колония айналасындағы сарғыш зоналар арқылы тануға болады.

Дереккөздер

Ортаққорда бұған қатысты медиа файлдар бар: Category:Bacteria

Сыртқы сілтемелер

• Ж.К. Төлемісова, Г.Т. Қасенова, Б. Мұзапбаров, З.Ә. Қожахметова «Тағамдық микробиология» Алматы 2013ж Айтұмар баспасы 27-бет
• Генкель П.А. Микробиология с оснсвами вирусологии. Учеб. Пособие для студентов
• http://chem21.info/info/278270/
• Коротяев А.И, Бабичев С.Л. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. — СПб.: Спец. лит, 2000.- 591 с
• Дарқанбаев Т.Б., Шоқанов Н.Қ. Микробиология және вирусология негіздері. Алматы, “Қайнар”, 1982.
• Толысбаев Б. және басқалар. Мал дәрігерлік микробиология.- Алматы, 1999
• М.Х. Шығаева, Ә.Т. Канаев. Микробиология және вирусология. -Алматы, 2008. – 376 б.
• Сайдулдин Т.С. Ветеринариялық індеттану. Алматы, 1999.
• Мырзабекова Ш.Б. Ветеринариялық вирусология.- Алма- ты,.2004.
• Емцев В.Т., Мишустин Е.Н. Микробиология. М.: ДРОФА. – 2006. – 445 с