Co je to mikrobiologie. Co dělá mikrobiologická studie? Základy mikrobiologie

Věda o biologii zahrnuje velké množství podsekcí a pomocných věd. Nicméně, mikrobiologie je jeden z nejmladších a nejslibnější, užitečné pro osobu a jeho činnost. Poměrně nedávno se objevila, ale rychle se rozvíjela dynamika, tato věda se dnes stala předkem takových sekcí, jako je biotechnologie a genetické inženýrství.

Co je mikrobiologie?

Především mikrobiologie je věda. Volumetrická, zajímavá, mladá, ale dynamicky se rozvíjející věda. Etymologie slova pochází z řeckého jazyka. Takže "mikros" znamená "malý", druhá část slova pochází z "bios", což znamená "život", a poslední část z řečtiny. "loga", která se interpretuje jako výuka. Nyní můžete doslovně odpovědět na otázku, co je mikrobiologie. To je doktrína mikroprocesu.

Jinými slovy je to studium nejmenších živých bytostí, které nejsou viditelné pouhým okem. Takové jednobuněčné organismy zahrnují:

1. Prokaryoti (jaderné organismy nebo bez jádra):

• bakterie;
• archaea.

2. Eukaryoty (organismy, které mají vyvinuté jádro):

• jednobuněčné řasy;
• protozoa.

3. Viry.

Nicméně priorita v mikrobiologii je věnována studiu bakterií velmi odlišných druhů, forem a metod získávání energie. To je základ mikrobiologie.

Předmět vědy

Otázka, která studuje mikrobiologie, pak odpověď může být: studuje vnější rozmanitost bakterií ve tvaru a velikosti, jejich dopad na životní prostředí a živých organismů, způsoby krmení, vývoj a reprodukci mikroorganismů, jakož i jejich dopad na hospodářské a lidské praxe.

Mikroorganismy jsou stvoření, které mohou žít v různých podmínkách. Pro ně prakticky neexistují žádné limity na teplotu, kyselost a alkalitu média, tlak a vlhkost. Za všech okolností existuje nejméně jedna (a nejčastěji nejpočetnější) skupina bakterií, která mohou přežít. Dnes známé mikrobiální komunity, které obývají zcela anaerobních podmínek uvnitř sopky spodní termoistochnikov, na sobě hlubin oceánů a drsných podmínkách horké kameny a tak dále.

Stovky mikroorganismů jsou známy vědě, která se nakonec rozvíjí na tisíce. Je však zjištěno, že toto je jen malá část rozmanitosti, která existuje v přírodě. Proto je práce mikrobiologů velmi.

Jedním z nejslavnějších center, ve kterém byla podrobná studie mikroorganismů a všech procesů s nimi spojených, byl Institut Pasteur ve Francii. Tento mikrobiologický institut, který byl pojmenován po oslaveném zakladateli mikrobiologie jako vědě Ludvíka Pasteura, vyrobil z jeho zdí řadu pozoruhodných odborníků, kteří učinili méně pozoruhodné a významné objevy.

V Rusku k dnešnímu dni, Ústav mikrobiologie im. SN Vinogradský RAS, které je největším výzkumným centrem v oblasti mikrobiologie v naší zemi.

Historická odchylka do mikrobiologické vědy

Historie vývoje mikrobiologie jako vědy se skládá ze tří základních podmíněných fází:

• morfologický nebo popisný;
• fyziologické nebo kumulativní;
• moderní.

Historie mikrobiologie se obecně počítá s vývojem asi 400 let. To znamená, že začátek vzniku je kolem XVII století. Proto se předpokládá, že jde o poměrně mladou vědu ve srovnání s jinými biologickými odděleními.

Morfologická nebo popisná fáze

Samotné jméno naznačuje, že v této fázi, striktně řečeno, to bylo prostě shromáždění znalostí o morfologii bakteriálních buněk. Vše začalo objevením prokaryotů. Tato zásluha patří zakladateli mikrobiologické vědy italského Antonio van Leeuwenhoek, který měl bystrá mysl, houževnatý zrak a dobrou schopnost logického myšlení a generalizovat. Jelikož byl také dobrým technikem, podařilo se mu vylézt čočky, čímž se zvýšil o 300 krát. A opakovat jeho úspěch mohl jen v polovině XX století ruští vědci. A pak ne otáčením, ale tavením čoček z optického skleněného vlákna.

Tyto čočky sloužily jako materiál, díky němuž Leuvenook objevil mikroorganismy. A zpočátku si dal úkol velmi prozaické povahy: vědec přemýšlel, proč byl křen tak horký. Rasterev části rostliny a zkoumá je pod mikroskopem vlastní produkce, viděl celý živý svět malých tvorů. Bylo to v roce 1695. Od té doby Antonio začal aktivně studovat a popisovat různé typy bakteriálních buněk. Rozlišuje je pouze ve formě, ale je to už dost.

Levenguk vlastní asi 20 rukopisných svazků, které podrobně popisují globulární, tyčkovité, spirální a další typy bakterií. Napsal první práci o mikrobiologii, která se nazývá "tajemství přírody, objevená Anthonym van Leeuwenhoekem". První pokus o uspořádání a shrnout akumulované znalosti morfologie bakterií patří vědce O. Muller,, který v roce 1785. Od tohoto okamžiku se začíná rozvíjet historie vývoje mikrobiologie.

Fyziologická nebo akumulační fáze

V této fázi vývoje vědy byly studovány mechanismy, které jsou základem pro životně důležitou aktivitu bakterií. Jsou zohledněny procesy, v nichž se účastní a které jsou v přírodě nemožné. Bylo prokázáno nemožnost spontánní generace života bez účasti živých organismů. Všechny tyto objevy byly vyrobeny v důsledku experimentů velkého vědce-chemisty, ale po těchto objevech také mikrobiolog, Louis Pasteur. Je těžké přecenit její význam v rozvoji této vědy. Dějiny mikrobiologie se sotva mohly vyvinout tak rychle a úplně, kdyby nebyl pro tento důmyslný člověk.

Pasteur objevy mohou být zobrazeny v několika hlavních bodech:

• dokázal, že proces fermentace sladkých látek známých od nepaměti je způsoben přítomností určitého typu mikroorganismů. A pro každý typ fermentace (mléčná kyselina, alkohol, olej atd.) Je charakteristická přítomnost specifické skupiny bakterií, což se děje;
• zavedl do potravinářského průmyslu proces pasterizace, aby zbavil produkty mikroflóry a způsobil jejich hnilobu a znehodnocení;
• zaslouží si zásluhu na zvýšení odolnosti vůči chorobám zavedením vakcíny do těla. To znamená, že Pasteur je předchůdcem očkování, byl to ten, který dokázal, že onemocnění je způsobeno přítomností patogenních bakterií;
• zničil představu o aerobní všeho života a dokázal, že život mnoha bakterií (kyselina máselná, například), nepotřebují kyslík, a dokonce škodlivé.

Hlavní nezpochybnitelnou zásluhou Ludvíka Pasteura bylo, že všechny jeho objevy dokázal experimentálně. Takže nikdo nemůže pochybovat o platnosti výsledků. Ale historie mikrobiologie zde nekončí.

Další vědec, který pracoval v 19. století a neocenitelně přispěl k studiu mikroorganismů, Robert Koch - Německý vědec, který si zaslouží odpočet čistých linií bakteriálních buněk. To znamená, že v přírodě jsou všechny mikroorganismy úzce propojeny. Vytvoří se jedna skupina v životním procesu růstové médium za druhé, druhá dělá to samé pro třetí a tak dále. To znamená, že jsou to stejné potravní řetězce jako vyšší organismy, pouze v rámci bakteriálních komunit. Z tohoto důvodu je velmi obtížné studovat konkrétní komunitu, skupinu mikroorganismů, protože jejich rozměry jsou extrémně malé (1^-6. m nebo 1 μm) a jsou v neustálé těsné vzájemné interakci, ale nepodléhají pečlivému studiu samému. Ideální byla možnost růst mnoha identických bakteriálních buněk z téže komunity za umělých podmínek. To znamená získat masu identických buněk, které budou viditelné pouhým okem, a studovat procesy, ve kterých je mnohem jednodušší.

To je přesně to, co Koch objevil. Představil chov čistých kultur bakterií v živném médiu, které má pro každé společenství vlastní. Rovněž si zaslouží uznání za zbarvení kolonií mikroorganismů a jednotlivých účastníků. Robert Koch byl první, kdo objevil tuberkulózu hůlka (Kochova hůlka), parazitické u zvířat a člověka. Tento vědec použil metodu infekce pokusných zvířat patogenními bakteriemi s cílem rozmnožovat čisté kultury těchto mikroorganismů a rozvíjet metody dezinfekce a bojovat proti nim.

Bylo tedy shromážděno množství cenných informací o životně důležité činnosti bakterií, jejich přínosu a škodlivosti pro člověka. Vývoj mikrobiologie je ještě intenzivnější.

Moderní scéna

Moderní mikrobiologie - je sada podsekcí, a mini-věda, která se zabývá studiem nejen bakterie, ale i virů, hub, Archaea a všech známých i nově objevených mikroorganismů. Na otázku, co je mikrobiologie, dnes můžeme dát úplnou a podrobnou odpověď. Jedná se o soubor věd, zabývající se studiem vitální činnosti mikroorganismů, jejich aplikací v praktickém životě člověka v různých oblastech a sférách, stejně jako vlivu mikroorganismů na sebe navzájem, na životní prostředí a živé organismy.

V souvislosti s tak širokým konceptem mikrobiologie je nutné modernizovat tuto vědu v sekcích.

1. Celkem.
2. Půda.
3. Voda.
4. Zemědělství.
5. Lékařské.
6. Veterinární.
7. Prostor.
8. Geologické.
9. Virologie.
10. Nutriční.
11. Průmyslové (technické).

Každá z těchto sekcí se zabývá podrobným studiem mikroorganismů, jejich účinky na život a zdraví lidí a zvířat, stejně jako možnost použití bakterií pro praktické účely ke zlepšení kvality života člověka. To vše v komplexu je to, co mikrobiologie studuje.

Největší přínos k vývoji moderních metod mikrobiologie, způsoby chovu a pěstování mikroorganismů vyrobené takovými učenci jako Wolfram Tsillig a Karl Stetter, Carl Woese, Norman Pace, Watson, Crick, Pauling, Zuckerkandl. Tuzemských vědců jsou taková jména jako Mečnikova, LS Tsenkovsky, DI Ivanovský Vinogradskii VL Omelyanskii, SP Kostychev, Ya Ya a Nikitinsky F. M. Chistyakov, A. I. Lebedev, V. N. Shaposhnikov. Přes práci těchto vědců byly stanoveny způsoby, jak se vypořádat s vážnými chorobami zvířat a lidí (antrax, diabetes klíště, slintavky a kulhavky, neštovic, a tak dále). Byly stanoveny způsoby, jak zlepšit odolnost proti bakteriálním a virovým onemocněním, kmeny mikroorganismů, získané schopné zpracování ropy, k vytvoření hmoty během životnosti různých organických látek, čistí a zlepšení životního prostředí, nerozkládající se rozkládající chemické sloučeniny, a další.

Příspěvek těchto lidí je opravdu neocenitelný, proto někteří z nich (Mechnikov II.) Obdrželi Nobelovu cenu za svou práci. K dnešnímu dni existují vedlejší vědy založené na mikrobiologii, které jsou nejrozvinutější v biologii - biotechnologie, bioinženýrství a genetické inženýrství. Práce každého z nich je zaměřena na získání organismů nebo skupin organismů s předem stanovenými vlastnostmi, vhodných pro člověka. Vyvinout nové metody práce s mikroorganismy, maximalizovat výhody používání bakterií.

Stupně vývoje mikrobiologie, i když nejsou početné, jsou však velmi informativní a plné událostí.

Metody studia mikroorganismů

Moderní metody mikrobiologie jsou založeny na práci s čistými kulturami a na využití nejnovějších technologií (optické, elektronické, laserové atd.). Zde jsou hlavní.

1. Použití mikroskopických technických prostředků. Zpravidla pouze světelné mikroskopy neposkytují úplný výsledek, a proto se používají i luminiscenční, laserové a elektronické.
2. Plodiny bakterií na speciálních živných médiích pro vylučování a kultivaci zcela čistých kolonií kultur.
3. Fyziologické a biochemické metody analýzy kultury mikroorganismů.
4. Molekulárně-biologické metody analýzy.
5. Genetické metody analýzy. K dnešnímu dni bylo možné vysledovat genealogický strom prakticky každé otevřené skupiny mikroorganismů. To bylo umožněno pracemi Karla Veze, který dokázal rozluštit část genomu kolonie bakterií. S tímto objevem bylo možné vytvořit phylogenetický systém prokaryotů.

Sada uvedených metod umožňuje získat úplné a podrobné informace o všech nově objevených nebo již otevřených mikroorganismech a najít je správné použití.

Stupně mikrobiologie, kterou prošla ve své tvorbě jako věda, vždy neobsahovala takovou velkorysou a přesnou metodu. Je však třeba poznamenat, že nejúčinnější je kdykoliv experimentální metoda, ten sloužil jako základ pro hromadění znalostí a dovedností při práci s mikrokosmem.

Mikrobiologie v medicíně

Jednou z nejdůležitějších a nejdůležitějších oblastí mikrobiologie pro lidské zdraví je lékařská mikrobiologie. Předmětem studie se staly viry a patogenní bakterie, které způsobují těžké onemocnění. Proto je úkolem pro lékaře, mikrobiologů: pro identifikaci patogenu, kultivovat svoji čistou linii, studovat vlastnosti života a důvody pro které jsou škodlivé pro lidské tělo, a najít způsob, jak odstranit tuto činnost.

Po získání čisté kultury patogenního organismu je nutné provést důkladnou molekulárně-biologickou analýzu. Na základě výsledků zkoušky odolnosti organismů vůči antibiotikům identifikují způsob šíření onemocnění a zvolí nejúčinnější způsob léčby proti tomuto mikroorganismu.

Byla to lékařská mikrobiologie, včetně veterinární medicíny, která pomohla vyřešit řadu aktuálních problémů lidstva: vytvořeno vakcíny proti antraxu, vzteklina, koňské tváře, neštovic ovcí, anaerobní infekce, tularémie a Paratyfus bylo možné zbavit moru a parapnevmonii a tak dále.

Mikrobiologie potravin

Základy mikrobiologie, sanitace a hygieny jsou úzce propojeny a obecně sjednoceny. Koneckonců, patogenní organismy se mohou šířit mnohem rychleji a ve větším objemu, když podmínky hygieny a hygieny zanechávají hodně žádoucí. A především se to projevuje v potravinářském průmyslu s hromadnou výrobou potravinářských výrobků.

Aktuální údaje o morfologii a fyziologii mikroorganizmů, biochemické procesy způsobené jimi, stejně jako vliv faktorů prostředí na mikroflóru rozvojových v potravinách během přepravy, skladování, prodej a zpracování surovin, pomůže vyhnout se mnoha problémům. Úloha mikroorganismů v procesu tvorby a změny v kvalitě potravin a vzniku řady chorob způsobených patogenními a oportunních druhů, je velmi významný, a proto je úkolem mikrobiologické, kanalizace a hygieny je role identifikovat a otočit ve prospěch člověka.

Také potravinářská mikrobiologie kultivuje bakterie, které mohou přeměňovat bílkoviny z ropy, využívá mikroorganismy pro rozklad potravin, pro zpracování mnoha potravinových produktů. Procesy fermentace na bázi bakterií kyseliny mléčné a kyseliny olejné dávají lidstvu mnoho potřebných produktů.

Virologie

Úplně oddělená a velmi velká skupina mikroorganismů, která je dnes nejméně zkoumána, jsou viry. Mikrobiologie a virologie - dvě úzce provázané kategorie mikrobiologických věd, které studují na patogenní bakterie a viry, které mohou způsobit vážnou újmu na zdraví živých organismů.

Virologie je velmi rozsáhlá a složitá, takže si zaslouží samostatnou studii.