Estirpe (microbiana): características, identificação, isolamento

Estirpe (microbiana): características, identificação, isolamento

Uma cepa microbiana é o conjunto de descendentes de um único isolado microbiano, que é cultivado em um meio puro e geralmente consiste em uma sucessão de organismos derivados da mesma colônia inicial.

Além disso, uma cepa representa um conjunto de indivíduos de uma população de uma espécie microbiana que compartilham certas características fenotípicas e / ou genotípicas que a diferenciam levemente de outras da mesma espécie, mas cujas diferenças não são suficientes para categorizá-las como espécies distintas.

A cepa é a “base” para qualquer estudo microbiológico, pois garante aos cientistas que os parâmetros e características que são investigados sobre uma espécie de micróbio são específicos apenas para essa espécie. Além disso, permite garantir, de certa maneira, a reprodutibilidade das investigações.

Por exemplo, para estudos taxonômicos em microbiologia, o primeiro objetivo é obter a “linhagem” do organismo a ser classificada, pois dessa maneira é possível definir com precisão quais são as características taxonômicas que diferenciam esse subconjunto. de uma população de uma espécie de qualquer outra espécie de micróbio.

A cepa permite que uma espécie de micróbio seja mantida viva e isolada in vitro por longos períodos de tempo, ou seja, longe de seu ambiente natural. Cepas de muitos microorganismos de diferentes tipos podem ser obtidas, como bactérias, fungos, vírus, protozoários, algas, entre outros.

Para a manutenção das cepas, elas devem ser mantidas em estrito isolamento, o que impede que a cepa entre em contato com qualquer agente contaminador, como esporos de fungos ou qualquer agente de microorganismo externo.

Características da tensão

Todas as cepas, independentemente do tipo de microrganismo (a espécie) que representam, devem atender a alguns parâmetros básicos, incluindo:

– Devem ser linhas genéticas estáveis ​​ou ter alta fidelidade genética

É importante que todos os indivíduos mantidos no meio de cultura estejam o mais próximo possível um do outro, geneticamente falando. Ou seja, todos eles derivam do mesmo indivíduo ou, pelo menos, da mesma população.

– Eles devem ser fáceis de manter ou crescer

Os indivíduos pertencentes a uma cepa devem ser fáceis de manter em um ambiente in vitro . Em outras palavras, nem todos os micróbios são capazes de se isolar de seu ambiente natural. Se estes são difíceis de cultivar em meios externos, sua biologia pode ser facilmente alterada com mudanças mínimas no ambiente em que são mantidos isolados em laboratório.

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– Eles precisam ter rápido crescimento e desenvolvimento em condições ideais

Se micróbios isolados não se desenvolverem rapidamente dentro do meio de cultura usado para esse fim, eles podem ser difíceis de preservar para estudo, pois podem esgotar os nutrientes em seu ambiente, mudar de fase ou comprometer sua sobrevivência nessas condições. .

– Eles devem ter características e parâmetros definidos

Uma cepa de microrganismos isolados deve ter características comuns que a relacionem de forma idêntica e específica a indivíduos que são idênticos a ela. Essas características devem ser constantes ao longo do tempo.

– Fácil de lidar

Em geral, as deformações usadas nas investigações de rotina não requerem ferramentas ou protocolos excessivamente rigorosos ou complicados. Isso garante que estudantes e novos pesquisadores possam manter a continuidade dos estudos ao longo do tempo.

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Identificação molecular

Existem métodos diferentes para identificar uma cepa recém-isolada. No entanto, atualmente a técnica mais precisa, rápida e simples para determinar a identidade de quase todas as espécies é a análise de algumas regiões das seqüências genéticas que compõem o genoma do indivíduo.

Essas análises geralmente são realizadas amplificando regiões específicas do DNA com a técnica de PCR (Polymerase Chain Reaction). Essas técnicas variam de acordo com o filo, a família e o tipo de microrganismo cuja identidade é desejada. Geralmente essas regiões são:

– As regiões que codificam RNAs ribossômicos

– Os genes que codificam as subunidades proteicas que participam da respiração (especialmente se o organismo é aeróbico)

– A região genética que codifica microfilamentos de actina (parte do citoesqueleto)

– Algumas regiões genéticas das subunidades de cloroplasto ou proteína que participam na fotossíntese (para algumas algas e cianobactérias e para todas as plantas)

Uma vez que esses fragmentos do genoma foram amplificados com sucesso, eles são sequenciados para determinar a ordem dos nucleotídeos que compõem essas regiões do genoma. Isso é feito por meio de técnicas NGS ( Next Generation Sequencing ) com equipamento especializado, conhecido como sequenciadores.

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As regiões sequenciadas são comparadas com as seqüências de microrganismos desse tipo já relatados anteriormente, o que é possível usando, por exemplo, o banco de dados depositado no site do GenBank (https: // www. ncbi.nlm.nih.gov/genbank/).

Identificação morfológica

Em laboratórios que não possuem ferramentas de biologia molecular para analisar características genéticas, outros parâmetros fenotípicos são usados ​​para identificar as cepas de muitos microorganismos. Mais uma vez, as características fenotípicas estudadas variam de acordo com o organismo, o filo, a família e a espécie considerada. Entre esses parâmetros são estudados:

– As características morfológicas do micróbio no meio de cultura. Traços como: cor, forma, textura, tipo de crescimento, entre outros aspectos são observados.

– Análise de produtos metabólicos usando ferramentas bioquímicas. A produção de metabólitos secundários, compostos químicos excretados, entre outros, é estudada.

– Caracterização e cristalização de proteínas. As proteínas internas dos microrganismos são extraídas e estudadas independentemente.

Normalmente, em estudos microbiológicos é caracterizar as cepas com os dois tipos de identificação, ou seja, tanto por observações morfológicas quanto por análises moleculares.

Isolamento de Deformação

O isolamento da tensão envolve várias técnicas que também são usadas para separar uma espécie de micróbio de outra. A capacidade de isolar a cepa de uma espécie de interesse é essencial para determinar com precisão suas características definidoras.

A maioria das técnicas de isolamento de cepas foi criada no decorrer do século 19 pelos pais da microbiologia Louis Pasteur e Robert Koch. Ambos estavam obsessivamente se esforçando para obter culturas celulares puras (cepas) dos microrganismos que estudaram.

Para obter essas culturas de células, eles exploraram uma ampla variedade de técnicas e ferramentas, desde o uso de palitos de dente estéreis até variações na composição dos meios de cultura onde os micróbios que eles estudaram estavam se preparando para crescer.

Técnicas de isolamento de tensão

Atualmente, todas as técnicas desenvolvidas e utilizadas por esses pesquisadores e algumas mais modernas foram reunidas em 6 tipos diferentes, que são:

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Arranhões, riscos ou arranhões : usando um instrumento fino e pontiagudo, toque no local onde o microrganismo se encontra (especialmente para culturas cultivadas in vitro em meio sólido). O meio sólido estéril, rico em nutrientes, é riscado com o final com o qual o microorganismo foi tocado.

Imersão ou fusão no meio : uma pequena amostra de micróbios é coletada (pode ser semelhante à da técnica anterior) e colocada no meio de crescimento em estado líquido, é adicionado ágar para solidificar e espere esfriar. As colônias só serão observadas quando o microorganismo estiver altamente desenvolvido.

Diluições em série : uma amostra do local original onde a espécie foi coletada é diluída consecutivamente em um meio estéril, livre de outros microorganismos. As diluições são “semeadas” em meio sólido e as colônias devem aparecer.

– Meios de cultura exclusivos : são meios de cultura que permitem o crescimento apenas do tipo de micróbio de interesse; isto é, possui componentes ou nutrientes que apenas permitem isolar o crescimento da cepa.

Separação manual ou mecânica : uma pequena amostra do micróbio a ser isolado é colocada e, através de um microscópio, é feita uma tentativa de separar um único indivíduo da espécie do restante dos indivíduos ao redor.

Algumas dessas técnicas são mais fáceis de usar do que outras. No entanto, os pesquisadores os utilizam dependendo das características biológicas das espécies estudadas.

Referências

  1. De Kruif, P. (1996). Caçadores de micróbios. Houghton Mifflin Harcourt.
  2. Dijkshoorn, L., Ursing, BM, & Ursing, JB (2000). Estirpe, clone e espécie: comentários sobre três conceitos básicos de bacteriologia. Jornal de microbiologia médica, 49 (5), 397-401.
  3. Marx, V. (2016). Microbiologia: o caminho para a identificação em nível de deformação. Métodos da natureza, 13 (5), 401-404.
  4. Willey, JM, Sherwood, L. & Woolverton, CJ (2009). Princípios de microbiologia de Prescott. Boston (MA): Educação superior de McGraw-Hill.
  5. Williams, JA (Ed.). (2011). Engenharia de deformação: métodos e protocolos (Vol. 765, pp. 389-407). Nova York: Humana Press.

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