Микроорганизмдердің қореқтенуі. Барлық тірі организмдер сияқты зат алмасу процестері микробтарға да тән. Цитоплазмасын құрау үшін олар қоректік заттарға мұқтаж болады. Физиологиялық қызметтері қозғалу, өсіп-өну және көбею дайын энергияны қажет етеді. Бұндай энергияны микроорганизмдер тыныс алу процесінен қамтиды. Қозғалуы үшін микроорганизмдер қоректенуі тиіс. Олар сыртқы ортадан қабылдаған заттарын қорытып, өндеп, зат алмасудың өнімдерін қоршаған ортаға бөліп шығарады. Тірі организмнің тіршілік ету жағдайлары қоршап тұрған ортаның жағдайларымен тығыз байланыста, ал тіпті кейде оған тәуелді де болады.

Микробтар клеткасы негізінен судан және құрғақ заттан тұрады. Мұнда су мөлшері 75-85% құрайды, ал құрғақ заттар мөлшері 25-15% шамасында болады. Құрғақ заттар түрлі минералдық және органикалық заттардан тұрады. Су мен құрғақ заттың арақатынасы әртүрлі микроорганизмдерде бірдей болмайды. Ылғал бар жерде ғана микроорганизмдер клеткасында өте күрделі химиялық процестер жүре алады. Судың біраз мөлшері клеткадағы белоктар, көмірсулар және басқа да заттардың молекулаларымен байланысқан күйінде болса, қалған бөлігі бос күйінде кездеседі. Бұнда клеткаға келіп түскен органикалық және минералдық заттар ерітінді күйіне айналып ондағы жүретін көптеген химиялық реакцияларға тікелей қатысады.

Клеткаға келіп түскен қоректік заттар түрлі ферментативтік процестер әсерінен бірқатар өзгерістерге ұшырап клетка құрылымдарын құрауға және басқа да энергияға мұқтаж процестерге пайдаланылады. Ал осы энергия мен организм құрылымына қажетті материалдарды клеткалар зат алмасуы кезінде қамтиды.

Клеткадағы зат алмасуды, яғни метаболизмді шартты түрде үш кезеңге бөлуге болады. Біріншісі — коректік заттардың макромолекулалары ыдырағанда клеткаға оңай сінетін бірлі-жарым кішкене үзінділерге айналады. Бұның өзі қоректік заттардың ыдырауы немесе катаболизм деп аталады. Көпшілік микроорганизмдерде ол клетка сыртында болатын экзоферменттер әсерінен жүреді. Метаболизмнің екінші кезеңінде клетка ішіне енген қоректік заттардың ыдырау бөліктері бірқатар органикалық кышқылдар мен фосфор эфиріне айналады. Бұл аралық зат алмасу немесе анфиболизм деп аталады. Зат алмасуда бұл екі процестер бір-біріне алмасуы байқаусыз өтіп жатады. Көптеген төменгі молекулалы қосылыстардан клетканың негізгі құрам бөліктері құралады. Оларға амин қышқылдары, қант фосфаты, органикалық қышқылдар және басқа да биосинтездің өнімдері жатады. Бұлардан әрі қарай клеткада белоктар, нуклеин қышқылдары клетка қабықшасының бөліктері, қор заттары түзеледі. Клеткадағы биосинтездің осындай үшінші қезеңін анаболизм деп атайды. Бұл процесс негізінен клетка ішінде эндоферменттер көмегімен өтеді.

Клеткаға түсетін қоректік заттар мен олардың ыдырау шапшаңдығы, одан соң зат алмасудың қалдық өнімдерінің сыртқы ортаға шығарылуы көптеген факторларға байланысты. Бұл процесте ферментгер негізгі рөл атқарады.

Барлық микроорганизмдер көміртегі, оттегі, азот және сутегіге мұқтаж болады. Едәуір мөлшерде олар фосфорды және күкіртті қолданады. Сонымен бірге олар тіршілігі барысында макроэлементтер (Fe, Ca, K, Mg, Mn) мен микроэлементтердің (Cu, Co, B, Mo) қоректік ортада болуын талап етеді.

Көміртегіге мұқтаждығына қарай микроорганизмдерді автотрофты және гетеротрофты деп бөледі. Автотрофты микроорганизмдер негізгі көзі ретінде көміртегінің құрамында, көміртегі тотыққан күйінде кездесетін қосылыстарда қолданады. Осыған сәйкес автотрофтыларды өсірген кезде микроорганизмдер клеткасын көмір қышқылының кажетті мөлшерімен қамтамасыз ету көзделеді. Бұл топтағы микроорганизмдерге: көптеген топырақ бактериялары (нитрлендірушілер, күкірт және темір бактериялары) жатады. Бұлар кажетті энергияны құрылымы қарапайым минерал заттарды (аммиак, күкірт сутегі т.б.) тотықтыру барысында қамтиды. Бұл процесті хемосинтез деп атайды.

Гетеротрофты микроорганизмдерге тек көмірқышқылы ғана емес сонымен бірге қоректену ортасында органикалық қосылыстар міндетті түрде болуы тиіс. Бұларға сапрофиттер, солардың ішінде жануарлар мен өсімдіктер өлекселерімен қоректенетін түрлі ашу процестерінің қоздырғыштары да жатады. Олардың ішінде тек тірі клеткада ғана тіршілік ететін вирустар, риккетсийлер болады. Олар үшін энергияның негізгі көзі органикалық заттар ретінде ең жәй қосылыс қанттан бастап күрделі көмірсутектері, белоктар және майлар пайдаланылады.

Хемоавтотрофтылар мен гетеротрофтар аралығынан орын алатын аралық микроорганизмдер, яғни факулътативті авто- және гетеротрофтар болады. Кейбір паратрофтылар өлі субстраттарды да өз тіршілігіне қолдана алады, Егерде гетеротрофтардың бір тобы талғамай, кез-келген органикалық қосылыстарды пайдаланса, басқа біреулері көміртегінің азғана түрімен ғана қоректенуге бейімделген. Мәселен, кейбір метан тотықтырушы бактериялар бұл мақсатта тек метан және метанолды ғана тұтынады. Сайып келгенде бұл баяндалған жайлардың барлығы осы микроорганизмдерді зерттеп білуде, олар үшін арнаулы қоректік орталарды таңдап алуда қатаң ескерулері тиіс.

Микроорганизмдер үшін негізгі қоректік элемент -көміртегіден кейін азот және оның көздері болмақ. Азот клетканың органикалық заттарының құрамында тотықсызданған, яғни амин (NН2) немесе имин (NH) тобы күйінде кездеседі. Осыған қарамастан көпшілік микроорганизмдер үшін азот көзі — аммоний тұздары болады. Сонда қоректік ортаны даярлағанда оған NН2СІ немесе (NH4) қосады. Бұнда бір ескертетін жәй: аммоний тұздары физиологиялық жағынан алғанда қышқыл тұздар қатарына жатады. Ал микроорганизмдер тіршілік барысында оның құрамындағы аммоний біржақты көбірек қолдануылуы ықтимал. Мұндайда ортада қышқыл қалдығы көбейіп, оның қышқылдану дәрежесі (рН) артуы мүмкін. Ол микроорганизмдер тіршілігі үшін қолайсыз әсер етеді.

Көпшілік микроорганизмдердің азотқа тапшылығы нитраттар арқылы қамтамасыз етіледі. Бұндай микроорганизмдерді өсіруге арналған қоректік орталар құрамында KNO3 немесе NaNO3 болады. Аммоний тұздарына қарағанда нитраттар физиологиялық жағынан алғанда сілтілі тұздар. Микроорганизмдер тіршілігі кезінде NO3 аниондарын қол-данғанда ортада К+ немесе Na- катиондары жиналады. Ал нитриттер болса қышқыл жағдайында микроорганнзмдерге улылық қасиет көрсетеді. Сондықтанда оларды азот көзі ретінде қолданбайды.

Микроорганизмдер органикалық азот көздерінің ішінен көбінесе амин кышқылдарын талап етеді. Амин қышқылдары белок туындылары. Белок ыдырағанда пайда болатын амин қышқылдарының кейбіреулері микроорганизмдер тіршілігі әсерінен өзгеріске түсіп, олардан жаңадан пайда болған амин қышқылдарының мөлшері молая түседі. Қоректік зат ретінде қолданғанда глицин, аланин, пролин, лизин және орнитин амин қышқылдарын алдын ала дистилденген су қосылған күйдіргіш натрида (NaОН) ерітіп алады. Ал қалған амин қышқылдарын тұз қышқылы қосылған дистилденген суда езеді. Кейбір амин қышқылдары (цистин және цистеин), сонымен қатар амидтерглютамин және аспарагин қыздыруға төзімсіз. Сондықган оларды сүзу арқылы залалсыздандырады. Қалған амин қышқылдарын 0,5 атм. қысымда 15 минуттай автоклавта залалсыздандырып алыл, қолдануға болады.

Егер де микроорганизмдер бірнеше амин қышқылдарына мұқтаж болса, ол үшін белокты пайдаланады. Бірақ та белокты сол күйінде қолдану тиімсіз. Сондықтан оны алдын-ала гидролиздеп, яғни жартылай ыдыратып пептон алады да, соны қолданады. Пептонның өзі полижәне олигопептидтер, амин қышқылдары, органикалық азот негіздері мен тұздары және микроэлеметтерден тұрады. Пептон құрғақ, су тартқыш келеді, ашық сары, суда ерігіш ұнтақ. Қоректік ортаның 1 литріне 1-2-ден 20 г-ға дейін қосады.

Ашытқыш саңырауқұлақтар гидродизатын былай даярлайды: 40 г жаңадан қатырылған немесе 10 г құрғақ ашытқыш саңырауқұлағын суға салып, түйірлері жойылғанша әбден езеді. Оған 1-2 мл хлорлоформ қосады да 50-55°С термостатта 3 тәулік бойына ұстайды. Осы кезде ашытқыш саңырауқұлақтар клеткалары өледі, белсенді ферменттер белокты ыдыратады. 3 тәуліктен соң гидролизатты жақсылап араластырыл 20 минуттай жайлап қыздырады. Бюхнер воронкасына қағаз сүзгі салып сүзеді. Ондағы амин азотын аныктайды да 0,5 атм.-да 15 минуттай автоклавта залалсыздандырып, одан соң салкындатып, тоңазытқышта сақтайды.

Жоғарыда келтірілген элементтерден баска микроорганизмдер тіршілігіне күкірт, фосфор және басқа да заттар қажет. Олардың басым көшнілігі органикалық және минералдық қосылыстарда болады. Егер жетпей жатса олардың тұздарын қоректік ортаға қолдан қосуға болады.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *