Маълумот

17.2: Омилҳое, ки ба афзоиши бактерияҳо таъсир мерасонанд - Биология


Ҳадафҳои таълимӣ

  1. Тавсифи зерин:
    1. психофил
    2. психротроф
    3. мезофил
    4. термофил
    5. маҷбур кардани аэроб
    6. ҳатмии анаэроб
    7. анаэробҳои аэротолерантӣ
    8. анаэроби факултативӣ
  2. Диапазони оптималии рН -ро барои аксари бактерияҳо номбар кунед ва ин диапазонро бо рН -и оптималӣ барои занбӯруғҳо муқоиса кунед.
  3. Тавсифи зерин:
    1. фототроф
    2. химотроф
    3. автотроф
    4. гетеротроф
    5. тезкор

Талаботи ҷисмонӣ

А. Ҳарорат

Бактерияҳо барои афзоиш ҳарорати ҳадди ақал, оптималӣ ва максималӣ доранд ва аз рӯи ҳарорати оптималии афзоишашон ба 3 гурӯҳ тақсим мешаванд:

1. Психрофилҳо бактерияҳои дӯстдори хунук мебошанд. Ҳарорати оптималии афзоиши онҳо аз -5 то 15 дараҷа аст. Онҳо одатан дар минтақаҳои Арктика ва Антарктика ва дар ҷараёнҳое, ки аз пиряхҳо об мехӯранд, пайдо мешаванд.

2. Мезофилҳо бактерияҳое мебошанд, ки дар ҳарорати мӯътадил беҳтар мерӯянд. Ҳарорати оптималии афзоиши онҳо аз 25 то 45 дараҷа аст. Аксари бактерияҳо мезофилӣ буда, бактерияҳои оддии хок ва бактерияҳоро дар бар мегиранд ва дар бадан зиндагӣ мекунанд.

3. Термофилҳо бактерияҳои гармидӯстанд. Ҳарорати беҳтарини нашъунамои онҳо аз 45 то 70 дараҷа аст ва одатан дар чашмаҳои гарм ва дар теппаҳои компост пайдо мешаванд.

4. Гипертермофилҳо бактерияҳое мебошанд, ки дар ҳарорати хеле баланд мерӯянд. Ҳарорати оптималии афзоиши онҳо аз 70 то 110 дараҷа аст. Онҳо одатан аъзои Архей мебошанд ва дар наздикии вентилятсияҳои гидротермалӣ дар умқи бузурги уқёнус мерӯянд.

Б. Талаботи оксиген

Бактерияҳо дар талаботҳои худ ба оксигени газӣ гуногунии зиёд нишон медиҳанд. Аксари онҳо метавонанд дар яке аз гурӯҳҳои зерин ҷойгир карда шаванд:

1. Аэробҳои ҳатмӣ организмҳое мебошанд, ки танҳо дар ҳузури оксиген мерӯянд. Онҳо энергияи худро тавассути нафаскашии аэробӣ ба даст меоранд.

2. Микроаэрофилҳо организмҳое мебошанд, ки барои афзоиш консентратсияи ками оксиген (2% то 10%) талаб мекунанд, аммо консентратсияҳои баланд ингибиторанд. Онҳо энергияи худро тавассути нафасгирии аэробӣ мегиранд.

3. Анаэробҳои ҳатмӣ организмҳое мебошанд, ки танҳо дар ҳолати набудани оксиген ба воя мерасанд ва дар асл, аксар вақт бо ҳузури он бозмедоранд ё нобуд мешаванд. Онҳо энергияи худро тавассути нафаскашии анаэробӣ ё ферментатсия ба даст меоранд.

4. Анаэробҳои аэротолерантӣ, ба монанди анаэробҳои ҳатмӣ, наметавонанд оксигенро барои табдил додани энергия истифода баранд, аммо дар ҳузури он афзоиш меёбанд. Онҳо энергияро танҳо тавассути ферментатсия мегиранд ва ҳамчун ферментаторҳои ҳатмӣ шинохта мешаванд.

5. Анаэробҳои факултативӣ организмҳое мебошанд, ки бо оксиген ё бе оксиген мерӯянд, аммо умуман бо оксиген беҳтар мешаванд. Онҳо энергияи худро тавассути нафасгирии аэробӣ ба даст меоранд, агар оксиген мавҷуд бошад, аммо агар он набошад, ферментация ё нафасгирии анаэробиро истифода мебаранд. Аксари бактерияҳо анаэробҳои факултативӣ мебошанд.

В. pH

Микроорганизмҳоро дар асоси талаботи оптималии рН ба яке аз гурӯҳҳои зерин ҷойгир кардан мумкин аст:

1. Нейтрофилҳо дар доираи рН аз 5 то 8 беҳтар мерӯянд.

2. Ацидофилҳо дар рН камтар аз 5.5 меафзоянд.

3. Алкалифилҳо дар рН аз 8,5 болотар мерӯянд.

Г. Осмос

Осмос паҳншавии об дар як мембрана аз минтақаи консентратсияи баландтари об (консентратсияи поёнии маҳлулҳо) то пастшавии консентратсияи об (консентратсияи баландтари маҳлулҳо) мебошад. Осмос бо энергияи потенсиалии градиенти консентратсия таъмин карда мешавад ва сарфи энергияи метаболикиро талаб намекунад. Гарчанде ки молекулаҳои об барои гузариш байни фосфолипидҳо дар мембранаи цитоплазмикӣ кофӣ хурданд, интиқоли онҳоро тавассути обе, ки сафедаҳои нақлиётиро бо номи аквапоринҳо меноманд, беҳтар кардан мумкин аст. Аквапоринҳо каналҳоеро ташкил медиҳанд, ки мембранаи цитоплазмаро дар бар мегиранд ва обро аз дохили цитоплазма интиқол медиҳанд.

Барои фаҳмидани осмос, шумо бояд фаҳмед, ки ҳалли он чӣ маъно дорад. Маҳлул аз ҳалшавандае иборат аст, ки дар ҳалкунанда ҳал карда шудааст. Дар робита ба осмос, маҳлул ба ҳама молекулаҳо ё ионҳои дар об (ҳалкунанда) гудохташуда дахл дорад. Вақте ки як моддаи ҳалшаванда ба монанди шакар дар об об мешавад, он бо молекулаҳои об пайвандҳои заифи гидроген ба вуҷуд меорад. Дар ҳоле ки молекулаҳои обҳои озод, ки ба он пайваст нестанд, ба қадри кофӣ хурд ҳастанд, ки аз сӯрохиҳои мембрана гузаранд, молекулаҳои обе, ки ба моддаҳои маҳлул пайвастанд, нестанд (ниг. ба расми (PageIndex{4})C ва расми (PageIndex{4})D). , консентратсияи моддаҳои маҳлул ҳар қадар зиёдтар бошад, ҳамон қадар консентратсияи молекулаҳои озоди об, ки қодиранд аз мембрана гузаранд, камтар мешавад.

Ҳуҷайра метавонад худро дар яке аз се муҳит пайдо кунад: изотоникӣ, гипертоникӣ ё гипотоникӣ. (Префиксҳои изо-, гипер- ва гипо- ба консентратсияи ҳалшаванда ишора мекунанд).

  • Дар муҳити изотоникӣ (ниг. ба расми (PageIndex{5})A), ҳам консентратсияи об ва ҳам моддаҳои маҳлул дар дохили ҳуҷайра ва берун аз ҳуҷайра яксонанд ва об бо суръати баробар ба дохили ҳуҷайра ва берун аз ҳуҷайра меравад.

Нусхаи http5 аниматсия барои iPad, ки осмосро дар муҳити изотоникӣ нишон медиҳад.

  • Агар муҳити атроф гипертоникӣ бошад (ниг. ба расми (PageIndex{5})B), консентратсияи об дар дохили ҳуҷайра зиёдтар аст, дар ҳоле ки консентратсияи моддаҳои маҳлул дар берун баландтар аст (дар дохили ҳуҷайра ба муҳити гипертоникии атроф гипотоникӣ аст). Об аз ҳуҷайра хориҷ мешавад.

html5 версияи аниматсия барои iPad, ки осмосро дар муҳити гипертоникӣ нишон медиҳад.

  • Дар муҳите, ки гипотоникӣ аст (нигаред ба расми ( PageIndex {5} ) C), консентратсияи об дар берун аз ҳуҷайра бузургтар аст ва консентратсияи маҳлул дар дохили он баландтар аст (дохили ҳуҷайра ба муҳити гипотоникӣ гипертоникӣ аст). Об ба ҳуҷайра дохил мешавад.

html5 версияи аниматсия барои iPad, ки осмосро дар муҳити гипотоникӣ нишон медиҳад.

Аксари бактерияҳо барои афзоиши оптималӣ муҳити изотоникӣ ё муҳити гипотоникиро талаб мекунанд. Организмҳое, ки метавонанд дар консентратсияи нисбатан баланди намак афзоиш ёбанд (то 10%) осмотолерант мебошанд. Онҳое, ки барои афзоиш консентратсияи нисбатан баланди намакро талаб мекунанд, ба монанди баъзе архейҳо, ки консентратсияи хлориди натрийро 20 % ё баландтари галофилҳо талаб мекунанд.

Талаботи ғизоӣ

Илова ба муҳити мувофиқи физикӣ, микроорганизмҳо инчунин аз манбаи дастраси маводи ғизоии кимиёвӣ вобастаанд. Микроорганизмҳо одатан аз рӯи манбаи энергия ва манбаи карбонашон гурӯҳбандӣ карда мешаванд.

А. Манбаи энергия

1. Фототрофҳо ҳамчун манбаи асосии энергия энергияи дурахшон (нур) -ро истифода мебаранд.

2. Хемотрофҳо ҳамчун манбаи асосии энергия оксидшавӣ ва коҳиши пайвастагиҳои химиявиро истифода мебаранд.

Б. Манбаи карбон

Карбон шоҳроҳи сохтории пайвастагиҳои органикӣ мебошад, ки як ҳуҷайраи зиндаро ташкил медиҳанд. Аз рӯи манбаи карбонашон бактерияҳоро метавон ҳамчун автотрофҳо ё гетеротрофҳо тасниф кард.

1. Автотрофҳо: ҳамчун манбаи карбон танҳо гази карбон лозим аст. Автотроф метавонад молекулаҳои органикиро аз маводи ғизоии ғайриорганикӣ синтез кунад.

2. Гетеротрофҳо: шаклҳои органикии карбон талаб мекунанд. Гетеротроф молекулаҳои органикиро аз маводи ғизоии ғайриорганикӣ синтез карда наметавонад.

Ҳама организмҳои табиатро дар якҷоягӣ бо тарзи ғизогирии худ ба яке аз чаҳор гурӯҳи ҷудогона ҷойгир кардан мумкин аст: фотоавтотрофҳо, фотогетеротрофҳо, хемоавтотрофҳо ва хемогетеротрофҳо.

1. Фотоавтотрофҳо нурро ҳамчун манбаи энергия ва гази карбон ҳамчун манбаи асосии карбон истифода мебаранд. Ба онҳо бактерияҳои фотосинтетикӣ (бактерияҳои сулфури сабз, бактерияҳои сулфури арғувон ва цианобактерияҳо), алафҳо ва растаниҳои сабз дохил мешаванд. Фотоавтотрофҳо тавассути фотосинтез гази карбон ва обро ба карбогидратҳо ва гази оксиген табдил медиҳанд.

Сианобактерияҳо, инчунин алафҳо ва растаниҳои сабз, атомҳои гидрогени обро истифода бурда, гази карбонро кам карда, карбогидратҳоро ба вуҷуд меоранд ва дар ин раванд гази оксиген хориҷ мешавад (раванди оксигенӣ). Дигар бактерияҳои фотосинтетикӣ (бактерияҳои сулфури сабз ва бактерияҳои сулфури бунафш) як раванди аноксигениро бо истифода аз сулфур, пайвастагиҳои сулфур ё гази гидроген барои коҳиш додани гази карбон ва ташаккули пайвастагиҳои органикӣ анҷом медиҳанд.

2. Фотетеротрофҳо нурро ҳамчун манбаи энергия истифода мебаранд, аммо гази карбонро ба энергия табдил дода наметавонанд. Ба ҷои ин, онҳо пайвастагиҳои органикиро ҳамчун манбаи карбон истифода мебаранд. Ба онҳо бактерияҳои сабз ва сулфурҳои бунафш дохил мешаванд.

3. Хемолитоавтотрофҳо пайвастагиҳои ғайриорганикиро ба мисли сулфид гидроген, сулфур, аммиак, нитритҳо, гази гидроген ё оҳан ҳамчун манбаи энергия ва гази карбон ҳамчун манбаи асосии карбон истифода мебаранд.

4. Хемооганогетеротрофҳо пайвастагиҳои органикиро ҳамчун манбаи энергия ва манбаи карбон истифода мебаранд. Сапрофитҳо дар моддаҳои органикии мурда зиндагӣ мекунанд, дар ҳоле ки паразитҳо маводи ғизоии худро аз мизбони зинда мегиранд. Аксари бактерияҳо ва ҳама протозойҳо, занбӯруғҳо ва ҳайвонот хеморганогетеротрофҳо мебошанд.

В. Манбаи нитроген

Нитроген барои синтези чунин молекулаҳо ба монанди аминокислотаҳо, ДНК, РНК ва АТФ зарур аст. Вобаста аз организм, нитроген, нитратҳо, аммиак ё пайвастагиҳои нитрогении органикӣ метавонанд ҳамчун манбаи нитроген истифода шаванд.

Г. Минералҳо

1. Сулфур

Сульфур барои синтези аминокислотаҳои сулфур ва витаминҳои муайян зарур аст. Вобаста ба организм сулфатҳо, сулфиди гидроген ё аминокислотаҳои сулфурро ҳамчун манбаи сулфур истифода бурдан мумкин аст.

2. Фосфор

Фосфор барои синтез кардани фосфолипидҳо, ДНК, РНК ва АТФ лозим аст. Ионҳои фосфатӣ манбаи асосии фосфор мебошанд.

3. Калий, магний ва калсий

Инҳо барои фаъолияти муайяни ферментҳо ва инчунин вазифаҳои иловагӣ заруранд.

4. Оҳан

Оҳан як қисми ферментҳои муайян аст.

5. Элементҳои микроэлементҳо

Микроэлементҳо элементҳое мебошанд, ки ба миқдори хеле кам лозиманд ва ба монанди калий, магний, калсий ва оҳан, онҳо одатан ҳамчун кофактор дар реаксияҳои ферментҳо амал мекунанд. Ба онҳо натрий, руҳ, мис, молибден, марганец ва ионҳои кобалт дохил мешаванд. Кофакторҳо одатан ҳангоми реаксияҳои фермент ҳамчун донорҳои электрон ё акцепторҳои электронӣ амал мекунанд.

F. Омилҳои афзоиш

Омилҳои афзоиш ин пайвастагиҳои органикӣ ба монанди аминокислотаҳо, пуринҳо, пиримидинҳо ва витаминҳо мебошанд, ки ҳуҷайра бояд барои афзоиш дошта бошад, аммо худро синтез карда наметавонад. Организмҳое, ки ба ғизои мураккаб ниёз доранд ва ба омилҳои афзоиш ниёз доранд, тезкоранд.

Хулоса

  1. Бактерияҳо барои афзоиш ҳарорати ҳадди ақал, оптималӣ ва максималӣ доранд ва аз рӯи ҳарорати оптималии афзоишашон ба 3 гурӯҳ тақсим мешаванд: психрофилҳо, мезофилҳо, термофилҳо ё гипертермофилҳо.
  2. Бактерияҳо дар талаботҳои худ ба оксигени газӣ гуногунии зиёд нишон медиҳанд. Аксариятро дар яке аз гурӯҳҳои зерин ҷойгир кардан мумкин аст: аэробҳои облигаталӣ, микроаэрофилҳо, анаэробҳои облигатӣ, анаэробҳои аэротолерантӣ ё анаэробҳои факултативӣ.
  3. Микроорганизмҳоро дар асоси талаботи оптималии рН ба яке аз гурӯҳҳои зерин ҷойгир кардан мумкин аст: нейтрофилҳо, ацидофилҳо ё алкалифилҳо.
  4. Муҳити осмотикии бактерия метавонад ба афзоиши бактерияҳо таъсир расонад.
  5. Бактерияҳоро аз рӯи манбаи энергияашон ҳамчун фототрофҳо ё химотрофҳо гурӯҳбандӣ кардан мумкин аст.
  6. Бактерияҳоро мувофиқи манбаи карбонашон ҳамчун автотрофҳо ё гетеротрофҳо гурӯҳбандӣ кардан мумкин аст.
  7. Ҳама организмҳои табиатро дар якҷоягӣ бо ғизои худ ба яке аз чаҳор гурӯҳи алоҳида ҷойгир кардан мумкин аст: фотоавтотрофҳо, фотогетеротрофҳо, хемоавтотрофҳо ва хемогетеротрофҳо.
  8. Бактерияҳо инчунин барои афзоиш ба манбаи нитроген, минералҳои гуногун ва об ниёз доранд.
  9. Гуфта мешавад, ки организмҳои дорои талаботи мураккаби ғизоӣ ва ба омилҳои зиёди афзоиш ниёз доранд.

17.2 Муҳофизати кимиёвӣ

Илова ба муҳофизати ҷисмонӣ, системаи иммунии ғайримуқаррарии модарзод як қатор миёнаравҳои кимиёвиро истифода мебарад, ки ба ҳамлаҳои микробҳо монеъ мешаванд. Истилоҳи "миёнаравҳои кимиёвӣ" маҷмӯи васеи моддаҳоро дар бар мегирад, ки дар моеъҳо ва бофтаҳои гуногуни бадан мавҷуданд. Медиаторҳои кимиёвӣ метавонанд танҳо ё якҷоя бо ҳам кор кунанд, то колонизатсияи микробҳо ва сироятро пешгирӣ кунанд.

Баъзе миёнаравҳои кимиёвӣ эндогенӣ тавлид мешаванд, яъне онҳо аз ҷониби ҳуҷайраҳои бадани инсон тавлид мешаванд, дигарон ба таври экзогенӣ тавлид мешаванд, яъне онҳо аз ҷониби баъзе микробҳо, ки қисми микробиома мебошанд, тавлид мешаванд. Баъзе миёнаравҳо пайваста тавлид мешаванд, оббозӣ кардани минтақа дар моддаҳои зиддимикробӣ, дигарон асосан дар ҷавоб ба баъзе ангезаҳо, ба монанди мавҷудияти микробҳо, истеҳсол ё фаъол карда мешаванд.

Миёнаҳои химиявӣ ва ферментативӣ, ки дар моеъҳои бадан пайдо шудаанд

Моеъҳое, ки аз пӯст тавлид мешаванд, намунаҳои миёнаравҳои эндогенӣ ва экзогениро дар бар мегиранд. Ғадудҳои равғанӣ дар дерма равғанеро бо номи sebum ҷудо мекунанд, ки тавассути фолликулаҳои мӯй ба рӯи пӯст бароварда мешавад. Ин sebum як миёнарави эндогенӣ буда, як қабати иловагии муҳофизатиро тавассути кумак ба пӯшидани сӯрохиҳои фолликулаи мӯй, пешгирии воридшавии бактерияҳои рӯи пӯст аз ғадудҳои арақ ва бофтаҳои атроф таъмин мекунад (Расми 17.8). Аъзоёни муайяни микробиома, ба монанди бактерия Акнеҳои пропионибактерия ва fungus Маласезия аз ҷумла, метавонад ферментҳои липазаро барои таназзули равған истифода бурда, онро ҳамчун манбаи ғизо истифода барад. Ин кислотаи олеинро ба вуҷуд меорад, ки дар рӯи пӯст муҳити сабуки кислотаоварро ба вуҷуд меорад, ки барои бисёр микробҳои патогенӣ номувофиқ аст. Кислотаи олеин як мисоли миёнарави экзогенӣ мебошад, зеро он на аз ҷониби ҳуҷайраҳои бадан, балки аз ҷониби микробҳои резидентӣ истеҳсол мешавад.

Омилҳои муҳити зист, ки ба микробиоти пӯст таъсир мерасонанд, метавонанд ба истеҳсоли миёнаравҳои кимиёвӣ таъсири мустақим расонанд. Масалан, намии паст ё кам шудани истеҳсоли равған метавонад пӯстро барои микробҳое, ки кислотаи олеин тавлид мекунанд, камтар кунад ва ҳамин тариқ пӯстро ба микроорганизмҳое, ки одатан аз рН -и пасти пӯст пешгирӣ карда мешаванд, осебпазир месозад. Бисёре аз moisturizer пӯст барои муқовимат ба ин гуна таъсирҳо тавассути барқарор кардани намӣ ва равғанҳои эфирӣ ба пӯст тарҳрезӣ шудаанд.

Роҳи ҳозима инчунин миқдори зиёди миёнаравҳои кимиёвиро ба вуҷуд меорад, ки микробҳоро бозмедоранд ё мекушанд. Дар холигии даҳон оби даҳон миёнаравҳо ба монанди ферментҳои лактопероксидаза ва луобе, ки аз эзофаг ҷудо мешавад, дорои ферментҳои зиддибактериявӣ лизоцим мебошад. Дар меъда моеъи кислотаи меъда аксари микробҳоро мекушад. Дар рӯдаи поёнии ҳозима, рӯдаҳо ферментҳои гадуди зери меъда ва рӯда, пептидҳои бактериявӣ (криптинҳо), сафро, ки аз ҷигар тавлид мешавад ва ҳуҷайраҳои махсуси Панет, ки лизоцим тавлид мекунанд, доранд. Якҷоя, ин миёнаравҳо қодиранд, ки аксари патогенҳоро нест кунанд, ки метавонанд дар муҳити кислотаи меъда наҷот диҳанд.

Дар роҳи пешоб пешоб ҳангоми пешоб микробҳоро аз бадан берун мекунад. Ғайр аз он, кислотаи ночизи пешоб (pH ба ҳисоби миёна тақрибан 6 аст) афзоиши бисёр микробҳо ва микроорганизмҳои эҳтимолиро дар рӯдаи пешоб бозмедорад.

Системаи репродуктивии занон лактат, миёнарави кимиёвии ба таври экзогенӣ тавлидшударо истифода мебарад, то афзоиши микробҳоро боздорад. Ҳуҷайраҳо ва қабатҳои бофтаи маҳбал гликоген, полимери шохадор ва мураккабтари глюкозаро ба вуҷуд меоранд. Лактобациллиҳо дар минтақа гликогенро тавлид мекунанд, то лактат ҳосил кунанд, рН -ро дар вагин паст кунанд ва микробиоти муваққатиро манъ кунанд, микроорганизмҳои оппортунистӣ ба монанди Кандида (хамиртуруше, ки бо сироятҳои vaginal алоқаманд аст) ва дигар микроорганизмҳое, ки барои бемориҳои тавассути роҳи ҷинсӣ гузаранда масъуланд.

Дар чашмон ашк миёнаравҳои химиявии лизоцим ва лактоферринро дар бар мегиранд, ки ҳардуи онҳо қодиранд микробҳоро, ки ба рӯи чашм роҳ ёфтаанд, нест кунанд. Лизозим пайванди байни NAG ва NAM-ро дар пептидогликан, як ҷузъи девори ҳуҷайра дар бактерияҳо ҷудо мекунад. Он бар зидди бактерияҳои грам-позитивӣ, ки мембранаи берунии муҳофизатии марбут ба бактерияҳои грам-манфӣ надоранд, самараноктар аст. Лактоферрин афзоиши микробҳоро тавассути пайвастан ва секвестр кардани оҳан бозмедорад. Ин амалан бисёр микробҳоро, ки барои афзоиш оҳан талаб мекунанд, гурусна мемонад.

Дар гӯшҳо, cerumen (муми гӯш) аз сабаби мавҷудияти кислотаҳои равғанӣ, ки рН -ро аз 3 то 5 паст мекунанд, хосиятҳои зиддимикробӣ нишон медиҳанд.

Роҳҳои нафас дар миёнаравӣ, трахея ва шуш миёнаравҳои гуногуни химиявиро истифода мебаранд. Дар луобе, ки дар порчаҳои бинӣ ҳосил мешавад, омехтаи молекулаҳои зиддимикробӣ, ки дар ашк ва гилро мавҷуд аст (масалан, лизозим, лактоферрин, лактопероксидаза) иборат аст. Секрецияҳо дар трахея ва шуш инчунин дорои лизоцим ва лактоферрин, инчунин як гурӯҳи мухталифи миёнаравҳои иловагии химиявӣ, ба монанди комплекси липопротеинҳо бо номи сурфактант мебошанд, ки дорои хосиятҳои бактериявӣ мебошанд.

Фаҳмиши худро санҷед

  • Фарқи байни миёнаравҳои эндогенӣ ва экзогениро шарҳ диҳед
  • Тавсиф кунед, ки чӣ тавр рН ба муҳофизати зиддимикробӣ таъсир мерасонад

Пептидҳои зиддимикробӣ

Пептидҳои зиддимикробӣ (AMPs) як синфи махсуси медиаторҳои ғайримуқаррарии аз ҳуҷайра гирифташуда бо хосиятҳои зиддимикробӣ дар доираи васеи спектр мебошанд. Баъзе AMPs мунтазам аз ҷониби бадан истеҳсол карда мешаванд, дар ҳоле ки дигарон пеш аз ҳама дар ҷавоб ба мавҷудияти патогенҳои воридшаванда истеҳсол мешаванд (ё ба миқдори зиёд истеҳсол карда мешаванд). Таҳқиқот ба таҳқиқи он шурӯъ кард, ки чӣ тавр AMP -ро дар ташхис ва табобати беморӣ истифода бурдан мумкин аст.

AMP-ҳо метавонанд бо роҳҳои гуногун зарари ҳуҷайраҳоро дар микроорганизмҳо ба вуҷуд оранд, аз ҷумла тавассути расонидани зарар ба мембранаҳо, нест кардани ДНК ва РНК ё халалдор шудан ба синтези девори ҳуҷайра. Вобаста аз механизми мушаххаси зиддимикробӣ, як AMP-и мушаххас метавонад танҳо гурӯҳҳои муайяни микробҳоро (масалан, бактерияҳои грам-позитивӣ ё грам-манфӣ) боздорад ё он метавонад нисбат ба бактерияҳо, занбӯруғҳо, протозоаҳо ва вирусҳо самараноктар бошад. Бисёре аз AMPs дар пӯст пайдо мешаванд, аммо онҳо метавонанд дар дигар минтақаҳои бадан низ пайдо шаванд.

Як оилаи AMP -ҳо, ки дефенсинҳо номида мешаванд, метавонанд аз ҷониби ҳуҷайраҳои эпителиалӣ дар тамоми бадан ва инчунин муҳофизати ҳуҷайра ба монанди макрофагҳо ва нейтрофилҳо тавлид шаванд (нигаред ба мудофиаҳои ҳуҷайра). Дефенсинҳо метавонанд пинҳон шаванд ё дар дохили ҳуҷайраҳои мизбон амал кунанд, ки бо вайрон кардани мембранаҳои плазмаи онҳо бо микроорганизмҳо мубориза мебаранд. AMP -ҳо, ки бактериоцинҳо меноманд, аз ҷониби баъзе аъзоёни микробиотаи резидентӣ дар рӯдаи меъда экзогенӣ истеҳсол карда мешаванд. Генҳое, ки барои ин намуди AMP рамзгузорӣ мешаванд, аксар вақт дар плазмидҳо интиқол дода мешаванд ва метавонанд тавассути интиқоли генҳои паҳлӯӣ ё уфуқӣ байни намудҳои гуногун дар дохили микробиотаи резидентӣ гузаранд.

Дар тамоми бадан шумораи зиёди AMP-ҳои дигар мавҷуданд. Хусусиятҳои чанде аз AMP-ҳои муҳимтар дар ҷадвали 17.3 ҷамъбаст карда шудаанд.

Хусусиятҳои пептидҳои интихобшудаи зиддимикробӣ (AMPs)
AMP Махфӣ аз ҷониби Сайти бадан Патогенҳо монеъ мешаванд Усули амал
Бактериоцинхо Микробиоти сокинон Роҳи меъдаву рӯда Бактерияҳо Мембранаро вайрон кунед
Кателицидин Ҳуҷайраҳои эпителиалӣ, макрофагҳо ва дигар намудҳои ҳуҷайра Пӯст Бактерияҳо ва занбӯруғҳо Мембрана вайрон мешавад
Дефенсинҳо Ҳуҷайраҳои эпителиалӣ, макрофагҳо, нейтрофилҳо Дар тамоми бадан Занбӯруғҳо, бактерияҳо ва бисёр вирусҳо Мембрана вайрон мешавад
Дермицидин Ғадудҳои арақ Пӯст Бактерияҳо ва занбӯруғҳо Ягонагии мембранаҳо ва каналҳои иониро вайрон мекунад
Гистатинҳо Ғадудҳои обила Хоки дахон Занбурўѓњо Вайрон кардани функсияи дохили ҳуҷайра

Фаҳмиши худро санҷед

Миёнаравҳои сафедаи плазма

Дар плазма, қисми моеъи хун бисёр омилҳои ғайримуқаррарии иммунии модарзод мавҷуданд. Плазма дорои электролитҳо, қандҳо, липидҳо ва сафедаҳо мебошад, ки ҳар яки онҳо барои нигоҳ доштани гомеостаз (яъне фаъолияти мӯътадили бадани дохилӣ) кумак мекунанд ва сафедаҳоро дар лахташавии хун иштирок мекунанд. Протеинҳои иловагии дар плазмаи хун мавҷудбуда, ба монанди сафедаҳои марҳилаи шадид, сафедаҳои комплемент ва цитокинҳо, дар аксуламали ғайриспецифалии иммунитет иштирок мекунанд.

Пайвастҳои микро

Плазма бар зидди хуноба

Барои қисми моеъи хун ду истилоҳ вуҷуд дорад: плазма ва хуноба. Чӣ гуна онҳо фарқ мекунанд, агар онҳо ҳам моеъ бошанд ва ҳам ҳуҷайраҳо надоранд? Қисми моеъи хуни пас аз коагулятсия (лахташавии ҳуҷайраҳои хун) боқимонда хуноба аст. Гарчанде ки молекулаҳо аз қабили бисёр витаминҳо, электролитҳо, қандҳои муайян, сафедаҳои комплемент ва антителоҳо дар хуноба мавҷуданд, омилҳои лахташаванда ба таври назаррас тамом мешаванд. Плазма, баръакс, то ҳол ҳама унсурҳои лахтакуниро дар бар мегирад. Барои ба даст овардани плазма аз хун, бояд антикоагулянт барои пешгирии лахташавӣ истифода шавад. Намунаҳои антикоагулянтҳо гепарин ва кислотаи этилендиамин тетраасетитӣ (EDTA) мебошанд. Азбаски лахташавӣ монеъ мешавад, пас аз ба даст овардани намуна, бояд дар центрифуга бо нарм печонида шавад. Ҳуҷайраҳои хуни вазнинтар ва зичтар дар қаъри найчаи центрифуга як доначаро ташкил медиҳанд, дар ҳоле ки қисми плазмаи моеъ, ки сабуктар ва камтар зичтар аст, дар болои донаи ҳуҷайра мемонад.

Протеинҳои шадид

Протеинҳои марҳилаи шадид синфи дигари миёнаравҳои зиддимикробӣ мебошанд. Протеинҳои марҳилаи шадид пеш аз ҳама дар ҷигар тавлид мешаванд ва дар посух ба молекулаҳои илтиҳобӣ аз системаи иммунӣ ба хун ҷудо мешаванд. Намунаҳои сафедаҳои марҳилаи шадид шомили сафедаи C-реактивӣ, амилоиди хуноба А, ферритин, трансферрин, фибриноген ва лекти маннозаи ҳатмӣ мебошанд. Ҳар яке аз ин сафедаҳо сохтори гуногуни химиявӣ доранд ва микробҳоро бо ягон роҳ бозмедоранд ё нест мекунанд (Ҷадвали 17.4).

Баъзе протеинҳои шадид ва марҳилаҳои онҳо
Протеини C-реактивӣ Бактерияҳоро мепӯшонад (опсонизатсия), онҳоро барои ворид шудан ба фагоцитҳо омода мекунад
Хуноба амилоид А.
Ферритин Оҳанро мебандад ва секвестр мекунад, ба ин васила афзоиши микроорганизмҳоро бозмедорад
Трансферрин
Фибриноген Дар ташаккули лахтаҳои хун, ки патогенҳои бактериявиро ба дом меандозанд, иштирок мекунад
Лектини маннозаро ҳатмӣ мекунад Каскади иловагиро фаъол мекунад

Системаи комплемент

Системаи комплемент як гурӯҳи миёнаравҳои сафедаи плазма мебошад, ки метавонанд ҳамчун як муҳофизати модарзодӣ амал кунанд ва инчунин барои пайваст кардани иммунитети модарзодӣ ва мутобиқшавӣ хидмат кунанд (дар боби оянда муҳокима карда мешаванд). Системаи комплемент аз зиёда аз 30 сафеда иборат аст (аз ҷумла C1 то C9), ки одатан ҳамчун сафедаҳои пешакӣ дар хун гардиш мекунанд. Ин сафедаҳои пешакӣ ҳангоми ҳавасманд кардан ё ба вуҷуд овардани омилҳои гуногун, аз ҷумла мавҷудияти микроорганизмҳо фаъол мешаванд. Протеинҳои комплементӣ як ҷузъи иммунитети ғайриспецификӣ ҳисобида мешаванд, зеро онҳо ҳамеша дар моеъҳои хун ва бофтаҳо мавҷуданд ва ба онҳо имкон медиҳанд, ки зуд фаъол шаванд. Инчунин, вақте ки тавассути роҳи алтернативӣ фаъол карда мешавад (дар ин бахш баъдтар тавсиф карда мешавад), сафедаҳои комплемент ба микроорганизмҳои патогенӣ ба таври ғайримуқаррарӣ равона карда мешаванд.

Раванде, ки тавассути он прекурсорҳои муомилоти гардишкунанда функсионалӣ мешаванд, фаъолсозии комплементҳо номида мешавад. Ин раванд як каскад аст, ки онро метавон бо яке аз се механизми гуногун, ки бо роҳҳои алтернативӣ, классикӣ ва лектин маъруфанд, ба вуҷуд меорад.

Роҳи алтернативӣ бо фаъолшавии стихиявии протеини комплементи C3 оғоз мешавад. Гидролизи C3 ду маҳсулотро ба вуҷуд меорад, C3a ва C3b. Вақте ки ягон микробҳои ишғолкунанда мавҷуд нестанд, C3b дар реаксияи гидролиз бо истифода аз об дар хун хеле зуд вайрон мешавад. Аммо, агар микробҳои ҳуҷумкунанда мавҷуд бошанд, C3b ба сатҳи ин микробҳо пайваст мешавад. Пас аз пайваст шудан, C3b дигар сафедаҳои комплементро дар як каскад ҷалб мекунад (Расми 17.9).

Роҳи классикӣ механизми муассиртари фаъолсозии каскади комплементҳоро фароҳам меорад, аммо он аз тавлиди антитело тавассути муҳофизати мушаххаси мутобиқшавандаи иммунитет вобаста аст. Барои оғози роҳи классикӣ, як антиденои мушаххас бояд аввал ба патоген пайваст шавад, то маҷмӯи антитело-антигенро ташкил кунад. Ин аввалин протеинро дар каскади комплемент, комплекси C1 фаъол мекунад. Комплекси C1 як комплекси сафедаҳост ва ҳар як ҷузъ дар фаъолсозии пурраи маҷмӯи умумӣ иштирок мекунад. Пас аз ҷалб ва фаъолсозии комплекси C1, сафедаҳои боқимондаи роҳи классикии комплемент бо пайдарпаии каскадӣ ҷалб ва фаъол карда мешаванд (расми 17.9).

Роҳи фаъолсозии лектин ба роҳи классикӣ шабоҳат дорад, аммо он бо пайвастани лектини манноза, протеини марҳилаи шадид ба карбогидратҳо дар сатҳи микробҳо ба амал меояд. Мисли дигар сафедаҳои марҳилаи шадид, лектинҳо аз ҷониби ҳуҷайраҳои ҷигар тавлид мешаванд ва одатан дар ҷавоб ба сигналҳои илтиҳобӣ, ки бадан ҳангоми сироят қабул мекунанд, танзим карда мешаванд (Расми 17.9).

Гарчанде ки ҳар як роҳи фаъолсозии комплемент ба таври дигар оғоз мешавад, аммо ҳамаи онҳо як натиҷаҳои муҳофизатӣ медиҳанд: опсонизатсия, илтиҳоб, хемотаксис ва ситолиз. Истилоҳи опсонизатсия ба пӯшидани патоген бо як моддаи кимиёвӣ (бо номи опсонин) дахл дорад, ки ба ҳуҷайраҳои фагоситикӣ имкон медиҳад, ки онро осонтар шинохт, фурӯ барад ва нобуд кунад. Опсонинҳо аз каскади мукаммал C1q, C3b ва C4b -ро дар бар мегиранд. Опсонинҳои муҳими иловагӣ сафедаҳо ва антителоҳоро бо манноза пайваст мекунанд. Фрагментҳои комплемент C3a ва C5a анафилатоксинҳои хуб тавсифшуда бо функсияҳои пурқуввати пешгирикунанда мебошанд. Анапилатоксинҳо ҳуҷайраҳои мастро фаъол мекунанд, ки боиси дегранулятсия ва баровардани сигналҳои кимиёвии илтиҳобӣ мешаванд, аз ҷумла миёнаравоне, ки васодилатсия ва зиёдшавии гузариши рагҳоро ба вуҷуд меоранд. C5a инчунин яке аз пурқувваттарин химиятрактантҳо барои нейтрофилҳо ва дигар ҳуҷайраҳои сафеди хун, муҳофизати ҳуҷайраҳо мебошад, ки дар боби оянда муҳокима карда мешаванд.

Протеинҳои комплементи C6, C7, C8 ва C9 ба комплекси ҳамлаи мембрана (MAC) ҷамъ мешаванд, ки ба C9 имкон медиҳад, ки ба сӯрохиҳои мембранаҳои бактерияҳои грамм-манфӣ полимеризатсия шаванд. Ин сӯрохҳо имкон медиҳанд, ки об, ионҳо ва дигар молекулаҳо озодона дар дохил ва берун аз ҳуҷайраҳои мақсаднок ҳаракат кунанд, ки дар ниҳоят ба лизиси ҳуҷайра ва марги патоген оварда мерасонад (расми 17.9). Аммо, MAC танҳо бар зидди бактерияҳои грам-манфӣ муассир аст, вай наметавонад ба қабати ғафси пептидогликан, ки бо деворҳои ҳуҷайравии бактерияҳои грам-позитивӣ алоқаманд аст, ворид шавад. Азбаски MAC ба микроорганизмҳои грам-позитивӣ хатари марговар надорад, опсонизатсияи миёнаравии комплемент барои тозакунии онҳо муҳимтар аст.

Цитокинҳо

Цитокинҳо сафедаҳои ҳалшаванда мебошанд, ки ҳамчун сигнали иртибот байни ҳуҷайраҳо амал мекунанд. Дар аксуламали ғайриспецификии иммунитетӣ, цитокинҳои гуногун метавонанд барои ҳавасманд кардани истеҳсоли миёнаравҳои кимиёвӣ ё дигар вазифаҳои ҳуҷайра, аз қабили паҳншавии ҳуҷайраҳо, тафриқаи ҳуҷайраҳо, ҷилавгирӣ аз тақсимоти ҳуҷайраҳо, апоптоз ва хемотаксис озод карда шаванд.

Вақте ки ситокин ба ретсептори мақсадноки худ мепайвандад, таъсир метавонад вобаста ба намуди ситокин ва навъи ҳуҷайра ё ретсепторе, ки ба он пайваст аст, фарқ кунад. Вазифаи ситокини мушаххасро метавон автокрин, паракрин ё эндокринӣ тавсиф кард (расми 17.10). Дар функсияи автокринӣ, ҳамон ҳуҷайрае, ки ситокинро мебарорад, қабулкунандаи сигнал аст, ба ибораи дигар, функсияи автокринӣ як шакли худидоракунии ҳуҷайра мебошад. Баръакси ин, вазифаи паракрин баровардани цитокинҳоро аз як ҳуҷайра ба дигар ҳуҷайраҳои ҳамсоя дар бар мегирад ва баъзе вокунишҳоро аз ҳуҷайраҳои қабулкунанда ҳавасманд мекунад. Ниҳоят, функсияи эндокринӣ вақте ба амал меояд, ки ҳуҷайраҳо ситокинҳоро ба ҷараёни хун раҳо мекунанд, то ба ҳуҷайраҳои ҳадаф дуртар интиқол дода шаванд.

Се синфи муҳими цитокинҳо интерлейкинҳо, химокинҳо ва интерферонҳо мебошанд. Интерлейкинҳо дар ибтидо танҳо аз ҷониби лейкоцитҳо (ҳуҷайраҳои сафед) тавлид мешуданд ва танҳо барои ҳавасманд кардани лейкоцитҳо, аз ин рӯ сабабҳои номи онҳо буданд. Гарчанде ки интерлейкинҳо дар тағир додани қариб ҳама функсияҳои системаи иммунӣ иштирок мекунанд, нақши онҳо дар бадан бо масуният маҳдуд нест. Интерлейкинҳо инчунин аз ҷониби як қатор ҳуҷайраҳои ба муҳофизати масуният алоқаманд набуда тавлид ва ҳавасманд карда мешаванд.

Хемокинҳо омилҳои кимотактикӣ мебошанд, ки лейкоситҳоро ба макони сироят, осеби бофтаҳо ва илтиҳоб ҷалб мекунанд. Дар муқоиса бо омилҳои умумии химиотактикӣ, ба монанди омили комплемент С5а, хемокинҳо дар зершабақаҳои лейкоцитҳое, ки онҳо ҷалб мекунанд, хеле мушаххасанд.

Интерферонҳо як гурӯҳи мухталифи молекулаҳои сигнализатсияи иммунӣ мебошанд ва махсусан дар муҳофизати мо аз вирусҳо муҳиманд. Интерферонҳои навъи I (интерферон-α ва интерферон-β) аз ҷониби ҳуҷайраҳои мубталои вирус истеҳсол ва озод карда мешаванд. Ин интерферонҳо ҳуҷайраҳои наздикро барои қатъ кардани истеҳсоли mRNA, вайрон кардани РНК -и аллакай истеҳсолшуда ва коҳиш додани синтези сафедаҳо ҳавасманд мекунанд. Ин тағйироти ҳуҷайравӣ такрори вирус ва истеҳсоли вируси баркамолро бозмедорад ва паҳншавии вирусро суст мекунад. Интерферонҳои навъи I инчунин ҳуҷайраҳои гуногуни иммуниро, ки дар тозакунии вирус иштирок мекунанд, ҳавасманд мекунанд, то ҳуҷайраҳои сироятёфтаи вирусӣ шадидтар ҳамла кунанд. Интерферони навъи II (интерферон-γ) фаъолкунандаи муҳими ҳуҷайраҳои иммунӣ мебошад (расми 17.11).

Миёнаравҳои барангезандаи илтиҳоб

Бисёре аз миёнаравҳои кимиёвӣ, ки дар ин бахш муҳокима карда мешаванд, ба дараҷае ба илтиҳоб ва табларза мусоидат мекунанд, ки аксуламалҳои мушаххаси иммунӣ мебошанд, ки дар илтиҳоб ва табларза муфассалтар муҳокима карда мешаванд. Ситокинҳо истеҳсоли сафедаҳои марҳилаи шадидро ба монанди протеини C-реактивӣ ва лектини маннозаро дар ҷигар ҳавасманд мекунанд. Ин сафедаҳои марҳилаи шадид ҳамчун опсонинҳо амал карда, каскадҳои комплементро тавассути роҳи лектин фаъол мекунанд.

Баъзе цитокинҳо инчунин ҳуҷайраҳои сутунмӯҳра ва базофилҳоро мепайванданд ва онҳоро водор мекунанд, ки гистаминро таркиб кунанд, ки як илтиҳоби илтиҳобӣ аст. Рецепторҳои гистамин дар ҳуҷайраҳои гуногун мавҷуданд ва ба миёнаравии ҳодисаҳои илтиҳобӣ, ба монанди бронхоконстриксия (тангшавии роҳҳои нафас) ва кашишхӯрии мушакҳои ҳамвор мусоидат мекунанд.

Илова ба гистамин, ҳуҷайраҳои маст метавонанд дигар миёнаравҳои кимиёвиро, аз қабили лейкотриенҳо, озод кунанд. Лейкотриенҳо миёнаравҳои илтиҳобии ба липид асосёфта мебошанд, ки аз мубодилаи кислотаи арахидонӣ дар мембранаи ҳуҷайраҳои лейкоцитҳо ва ҳуҷайраҳои бофта ба вуҷуд меоянд. Дар муқоиса бо таъсири пешгирикунандаи гистамин, таъсири лейкотриенҳо пурқувваттар ва дарозмуддат мебошанд. Якҷоя ин миёнаравҳои кимиёвӣ метавонанд сулфа, қайкунӣ ва дарунро ба вуҷуд оранд, ки барои хориҷ кардани микроорганизмҳо аз бадан хизмат мекунанд.

Баъзе цитокинҳо инчунин истеҳсоли простагландинҳо, миёнаравҳои кимиёвиро, ки таъсири илтиҳобии кининҳо ва гистаминҳоро мусоидат мекунанд, ҳавасманд мекунанд. Простагландинҳо инчунин метавонанд ба баландшавии ҳарорати бадан мусоидат кунанд, ки боиси табларза мегардад, ки фаъолияти ҳуҷайраҳои сафеди хунро афзоиш медиҳад ва афзоиши микробҳои патогениро каме пешгирӣ мекунад (нигаред ба Илтиҳоб ва Табларза).

Миёнарави дигари илтиҳобӣ, брадикинин, ба варам мусоидат мекунад, ки ҳангоми берун рафтани моеъҳо ва лейкоситҳо аз ҷараёни хун ва ба бофтаҳо ба амал меояд. Он ба ретсепторҳои ҳуҷайраҳои деворҳои капилляр пайваст шуда, боиси васеъ шудани капиллярҳо ва гузаронандагии моеъҳо мегардад.

Фаҳмиши худро санҷед

  • Се роҳи фаъолсозии комплементӣ чӣ умумият доранд?
  • Сигналҳои автокринӣ, паракринӣ ва эндокриниро шарҳ диҳед.
  • Ду миёнарави муҳими илтиҳобиро номбар кунед.

Фокуси клиникӣ

Қисми 2

Барои сабук кардани тангии роҳҳои нафасаш, Ангела фавран бо антигистаминҳо табобат карда мешавад ва тавассути ингалятор кортикостероидҳо ворид карда мешавад ва сипас барои муддате назорат карда мешавад. Гарчанде ки ҳолати ӯ бад намешавад, аммо маводи мухаддир ҳолати ӯро сабук намекунад. Вай барои мушоҳида, санҷиш ва табобат дар беморхона бистарӣ карда мешавад.

Пас аз қабул, як клиник озмоиши аллергияро мегузаронад, то муайян кунад, ки чизе дар муҳити ӯ метавонад вокуниши илтиҳобии аллергияро ба вуҷуд орад. Духтур таҳлили хунро таъин мекунад, то сатҳи ситокинҳои мушаххасро тафтиш кунад. Инчунин намунаи балғам гирифта мешавад ва ба лаборатория барои ранг кардани микробҳо, парвариш ва муайян кардани микроорганизмҳои патогенӣ, ки метавонанд боиси сироят шаванд, фиристода мешаванд.

  • Кадом ҷанбаҳои системаи иммунии модарзод метавонад ба тангшавии роҳи ҳавоии Ангела мусоидат кунад?
  • Чаро Ангела бо доруҳои антигистаминӣ табобат карда шуд?
  • Чаро духтур ба сатҳи цитокинҳо дар хуни Ангела манфиатдор хоҳад буд?

Ба қуттии навбатии Фокуси клиникӣ гузаред. Ба қуттии қаблии фокуси клиникӣ баргардед.

Љадвали 17.5 мухтасари њифзи химиявї, ки дар ин бахш мавриди баррасї ќарор дорад, оварда шудааст.


Чизҳое, ки барои муайян кардани афзоиши микробҳо бояд тафтиш карда шаванд

Об ва намӣ
Гармӣ, намӣ, сатҳи рН ва сатҳи оксиген чаҳор омили бузурги физикӣ ва химиявие мебошанд, ки ба афзоиши микробҳо таъсир мерасонанд. Дар аксари биноҳо, гармӣ ва намӣ бузургтарин мушкилоти умумӣ мебошанд. Намӣ як бозигари калон дар афзоиши занбӯруғҳо мебошад. Мисли ҳама мавҷудоти зинда, об барои зиндагии микробҳо муҳим аст. Онҳо наметавонанд бидуни сарчашмаи обе, ки ба онҳо дастрас аст, афзояд ва паҳн шаванд. Ҳаммомҳо ва таҳхонаҳо одатан ба намӣ ва оби рукуд майл доранд ва онҳоро макони калидии мушкилоти эҳтимолии микроб мегардонанд. Leaks in the ceiling from rainfall or from pipes in the water system that aren’t tended to can not only damage equipment but can also be breeding grounds for microbes in areas that are harder to notice or clean up.

Ҳарорат
The temperature of an area can be a massive contributor to microbial growth. Bacteria thrives in warmth, growing the most in areas close to the temperature of a human’s body. Cooler locations tend to slow growth of microbes, as seen when food is refrigerated to keep it safe to eat longer. Boiler rooms, rooms with heat-generating equipment and areas near heating vents can nest bacteria and molds. Areas around machinery that create humidity are, of course, locations that can cause the most concern when one is minding the health of a building. Having an environmental consultant assess areas around equipment with heat as a byproduct can help you prevent potential health issues before they even develop by creating solutions through methods like improving airflow with optimized air ventilation.

Environmental pH
The pH level of an environment can either help or hurt the growth of microbes. Microbes tend to prefer pH levels that are neutral and are often harmed when more base or acidic elements are present in a location. It’s for this reason that cleaning solutions, often highly acidic, kill off bacteria effectively when used. This means that improving cleaning regimens in a business’s building can greatly reduce the number of microbes growing and deter future growths when performed regularly.

Oxygen and Nutrients
Oxygen-enriched locations and areas with vital nutrients will cultivate more microbial growth than locations with reduced oxygen levels. Controlling oxygen levels in an area can be difficult, but keeping areas clear of food and other sources of nutrients will starve out bacteria and keep a building clear of other pests as well.

Why Choose Airtek Environmental

Airtek Environmental has the tools to identify factors affecting microbial growth in a building by analyzing air and surface samples, assessing HVAC maintenance practices, and by developing plans for maintaining areas of recurrent microbial growth.

Airtek Environmental works with you and your teams to remediate and eliminate elements causing persistent microbial growth issues. With professional equipment and highly-trained staff capable of testing for any number of bacteria, fungi, molds and other potential microbes that could affect the health of a building, Airtek Environmental can detect any potential health threat present.

Тамос Airtek Environmental by calling 718-937-3720 and Schedule a consultation today to start improving the working environment of your business for healthier, happier employees.


Factors that Affect Bacterial Growth

There are many factors that affect bacterial growth. Before we go over these factors we must however understand the bacterial growth curve. The Lag phase is when the bacterial cell increases in size, the Log phase is when the cells increase in number, the Stationary phase is when cells begin to die off and finally the Decline phase is when the number of dead cells exceeds the number of cells being made.

This brings us to one of the obvious factors that affect bacterial growth which is space and resources available. If a cell is growing in artificial media and uses up all of the nutrients quickly then that will affect it’s growth rate. This means that that growth depends on the quality and availability of resources which we will consider later on.

Another factor we must first consider is whether the bacterial cell is able to live in humans or live in other environments. Whether or not the microbe affects humans all bacterial cells have optimum conditions at which they grow. For example, human pathogens grow optimally when the pH of the media is around 7 and the temperature is between 35 to 37 degree Celsius. Some bacterial cells grow better in acidic or basic environments others may only grow in extremely warm temperatures. Microbes will therefore better when they are in their optimum environment.

To continue atmospheric requirements is also a factor that affects bacterial growth. If the bacteria is an anaerobe, which means it does not need oxygen to grow, it will grow better in an environment that lacks oxygen. Some cells require a certain percentage of carbon dioxide in order to grow at maximum potential. If a bacteria does need oxygen, they’re considered to be aerobes.
It is also important to consider the nutrients the bacteria needs in order to continue multiplying. The nutrients come in various sources including carbon, nitrogen and various inorganic ions. These are all factors that ensure the growth of the cell. Water is also very important for the growth of microbes and for every living organism. Specific growth factors may also be required such as blood or specific type of protein. If an organism requires many of these specific growth factors they may be considered “fastidious”.

To finish the main factors that affect bacterial growth are resource availability, metabolism, temperature, pH, atmosphere and nutrients. There are numerous bacteria with specific requirements and it is important to remember that not all bacteria grow in the same conditions.


Муҳокима

The results of our study support three conclusions: (i) the diversity of the bacterial RefSeq database is dynamic, and we are in the midst of an unprecedented period of novel species expansion (ii) the database composition strongly influenced the performance of a taxonomic classification method that relied on LCA and (iii) the Bayesian method, Bracken, helped mitigate some of the effects, but struggled with novel genomes that had close relatives in the database.

Database influences on к-mer-based taxonomic classification

Using Bracken, the majority of Bacillus cereus ISSFR-23F-simulated reads were not correctly assigned to Б.. cereus but were more frequently misassigned as Bacillus anthracis ё Bacillus thuringiensis (Fig. 4b). This, in part, is not surprising as two of the three species in this group, Б.. cereus ва Б.. thuringiensis, have no clear phylogenetically defined boundary, though Б.. anthracis is phylogenetically distinct from other genomes within this group (Б.. cereus, Б.. thuringiensis). Furthermore, any two genomes within the Bacillus cereus sensu lato group are likely to be over 98% identical [10]. Фарз кардем к-mer-based methods are not phylogenetically grounded, but rather based on sequence composition, they are susceptible to misidentification in clades where the taxonomy is in partial conflict with phylogeny, such as the Bacillus cereus sensu lato group. One clear example of misidentification within this group was the false identification of anthrax in public transit systems [21, 22]. Improved methods continue to be developed to mitigate these false positives, such as Kraken HLL [23], which reduces false positives by assessing the coverage of unique к-mers found in each species in the dataset.

Another observation worth highlighting is that the fraction of simulated reads classified as one of the three Б.. cereus sensu lato species varied across database versions (Fig. 4), with the exception of Б.. cereus VD118, which was present in RefSeq releases 60 and 70 (Fig. 4a). The variation in species classifications across database versions indicates that even when using the same tools to analyze the same dataset, the conclusions derived from this analysis can vary substantially depending on which version of a database you are searching against, especially for genomes belonging to difficult to classify species (i.e., require phylogenetic-based approaches).

Imperfect data

The genomic data deluge has helped to expand public repositories with a broader and deeper view of the tree of life but has also brought with it contamination and misclassification [24]. Numerous cases of contamination in public databases are well-documented [25], and databases that continue to harbor these contaminants represent an additional confounding factor for к-mer-based methods. While several custom tools have been built to deal with imperfect data [26], there is a need for database “cleaning” tools that can preprocess a database and evaluate it for both contamination (genome assemblies that contain a mixture of species) and misclassified species and strains (genomes that are assigned a taxonomic ID that is inconsistent with its similarity to other genomes in the database). The misclassification issue often is in the eye of the beholder species have been named based on morphology, ecological niche, toxin presence/absence, isolation location, 16S phylogenetic placement, and average nucleotide identity across the genome. This, coupled with an often ambiguous species concept in microbial genomes due to horizontal gene transfer and mobile elements [27, 28], brings into question the reliance on the current taxonomic structure for assigning names to microbes sequenced and identified in metagenomic samples. To avoid errors due to inconsistencies in the database, classification databases could derive their own hierarchical structure directly from the genomic data, based off of a consistent measurement such as marker gene similarity or average nucleotide identity, rather than taxonomy, and then map back the internally derived hierarchy to widely used taxonomic names [29, 30].

Generalizability of our findings

We studied the effects of database growth on both simulated and real metagenomic datasets using Kraken, a к-mer-based sequence classification method. We also investigated whether Bayesian re-estimation of Kraken results using Bracken helped to mitigate the consequences of this recent “species surge” and allow for species-level assignment. While we only tested one к-mer-based classification tool, it is clear that LCA-based assignment (independent of к-mers) plays a central role in the increased number of genus-level classifications using recent versions of the RefSeq database. There exist several other tools that apply LCA-based approaches on other databases used for metagenome classification and profiling, such as 16S-based or signature-based tools. An interesting avenue of future work will be to investigate how generalizable these observations are by testing these effects on other databases (e.g., SEED [31], UniProt [32]) and classification approaches (e.g., MetaPhlan [29], MEGAN [8]). Furthermore, as sequencing technologies change, the increased prevalence of long read (e.g., PacBio and Nanopore) and other emerging technologies (e.g., Hi-C [33], 10x [34]) may present new opportunities and challenges to the taxonomic classification of unknown DNA sequences.


17.2: Factors that Influence Bacterial Growth - Biology

Реферат

The objective :The objective was to determine the effect of alkalines and acids on bacterial growth. I hypothesized that the strongest acid and the strongest base (the 10% concentrated solutions) would each inhibit bacterial growth the most..

Methods/Materials

Pure samples of Microccus luteus and Serratia marcesceus were obtained. 7 blood agar plates each were inoculated with the two types of bacteria. Then a 1%, 5%, and a 10% concentrated solution of the acid and the base each was created, and applied to 6 paper discs each.

The paper discs were placed on the inoculated plates. The blood agar plates were then incubated, and the zone of inhibition around each paper disc was measured.

Натиҷаҳо

Consistently in my testing, the strongest acid and the strongest base each inhibited bacterial growth more than the weaker concentrations of acid or base.

Additionally, the 10% acid's zone of inhibition was usually slightly greater than that of the 10% base.

Conclusions/Discussion

My hypothesis was correct the strongest acid and the strongest base proved more effective in the inhibition of bacterial growth. The bacteria in my experiment reacted this way possibly because they were sensitive to the increased level of H+ ions (as present in the acidic solutions), or the level of 0H- ions (as present in the basic solutions). Overall, I believe my project was a success.

I also believe my testing was relevant to real-life issues in the medical and scientific world. Scientists and medical experts are constantly trying to create the perfect antimicrobial agent to use when dealing with a certain bacteria.

As each strain of bacteria is different, they each require a different agent. pH, acidity, and alkaline are important factors that must be taken into consideration when creating the perfect antimicrobial agent for a certain bacteria.

Tests such as mine provide information on how a certain type of bacteria might react when introduced to an environment of extremely high or low pH, thus showing how strong acids and alkalines affect the bacteria's growth.

This information can then be used to create the antibacterial agent.

This experiment is to determine the effect of alkalines and acids on bacterial growth by growing bacteria cultures and introducing them to strong acids and bases


Корҳои иқтибосшуда

Марказҳои назорат ва пешгирии бемориҳо (CDC). (2005, September). Safe Water System & Handwashing Guide for Healthcare Workers. Retrieved October 18, 2007, from CDC Web site: http://www.cdc.gov/safewater/publications_pages/fact_sheets/SWSTrainingGuidNurses.pdf

De Guzman, D. (2006). SDA: Scrubbing antimicrobial myths. Chemical Market Reporter , 269 (4), 31.

Kononen, E. (2000). Development of oral bacterial flora in young children. Annals of Medecine , 32 (2), 107-112.

Mayo Foundation for Medical Education and Research (MFMER). (2007, October 16). MayoClinic.com. Retrieved October 17, 2007, from Hand washing: An easy way to prevent infection: http://www.mayoclinic.com-Hand Washing: A Simple Way to Prevent Infection

Stein, R. (2007, October 17). Drug-Resistant Staph Germ’s Toll Is Higher Than Thought. The Washington Post , p. A01.

Tomich, N. (2007). Preventing MRSA. Modern Healthcare , 37 (27), 24.


Atzorn R, Crozier A, Wheeler C, Sandberg G (1988) Production of gibberellins and Indole 3-acetic acid by Rhizobium phaseoli in relation to nodulation of Phaseolus vulgaris решаҳо. Planta 175:532–538

Bashan Y, Levanony H (1990) Current status of Azospirillum inoculation technology: Azopirillum as a challenge for agriculture. Can J Microbiol 36:591–608

Bastián F, Cohen A, Piccoli P, Luna V, Baraldi R, Bottini R (1998) Production of indole-3-acetic acid and gibberellins A1 and A3 аз ҷониби Acetobacter diazotrophicus ва Herbaspirillum seropedicae in chemically-defined culture media. Plant Growth Regul 24:7–11

Bastián F, Rapparini F, Baraldi R, Piccoli P, Bottini R (1999) Inoculation with Acetobacter diazotrophicus increases glucose and fructose content in shoots of Сорго ду ранга (L.) Moench. Symbiosis 27:147–156

Bottini R, Luna V (1993) Bud dormancy in deciduous fruit trees. Curr Top Plant Physiol 1:147–159

Bottini R, Fulchieri M, Pearce D, Pharis RP (1989) Identification of Gibberellins A1, A3, and isoA3 in cultures of Azospirillum lipoferum. Plant Physiol 90:45–47

Cacciari I, Lippi D, Pietrosanti T (1989) Phytohormone-like substances produced by single and mixed diazotrophic cultures of Azospirillum sp. ва Arthrobacter. Plant Soil 115:151–153

Candau R, Avalos J, Cerdá-Olmedo E (1992) Regulation of gibberellin biosynthesis in Гибберелла Фужикурой. Plant Physiol 100:1184–1188

Cassán F (2003) Activación de giberelinas in vivo por bacterias endofíticas a través de la deconjugación de glucosíl conjugados y la 3β-hidroxilación. PhD Thesis, Universidad Nacional de Río Cuarto

Cassán F, Bottini R, Schneider G, Piccoli P (2001a) Azospirillum brasilense ва Azospirillum lipoferum hydrolyze conjugates of GA20 and metabolize the resultant aglycones to GA1 in seedlings of rice dwarf mutants. Plant Physiol 125:2053–2058

Cassán F, Lucangeli C, Bottini R, Piccoli P (2001b) Azospirillum spp. Metabolize [17,17- 2 H2]Gibberellin A20 to [17,17- 2 H2]Gibberellin A1 in vivo in dy rice mutant seedlings. Plant Cell Physiol 42:763–767

Cassán FD, Piccoli P, Bottini R (2003) Promoción del crecimiento vegetal por Azospirillum sp. a través de la producción de giberelinas. Un modelo alternativo para incrementar la producción agrícola. In: Albanesi A, Kunst C, Anriquez A, Luna S, Ledesma R (eds) Microbiología Agrícola. Un aporte de la investigación en Argentina para la sociedad. Universidad Nacional de Santiago del Estero, Santiago, pp 1–16

Cohen A, Travaglia C, Reinoso H, Piccoli P, Bottini R (2001) Azospirillum inoculation and inhibition of gibberellin and ABA synthesis in maize seedlings under drought. Proc Plant Growth Regul Soc Am 28:88–93

Creus C, Sueldo R, Barassi C (1997) Shoot growth and water status in Azospirillum-inoculated wheat seedlings grown under osmotic and salt stresses. Plant Physiol Biochem 35:939–944

Crozier A, Kamiya Y, Bishop G, Yokota T (2000) Biosynthesis of hormones and elicitor molecules. In: Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL (eds) Biochemistry and molecular biology of plants. American Society of Plant Physiology, Rockville, pp 850–929

Curtis PJ, Cross BE (1954) Gibberellic acid. A new metabolite from the culture filtrates of Гибберелла Фужикурой. Chem Ind 1066

Davies PJ (1995) The plant hormones: their nature, occurrence and functions. In: Davies PJ (ed) Plant hormones. Physiology, biochemistry and molecular biology. Kluwer, Dordrecht, pp 1–12

De-Polli H, Matsui E, Döbereiner J, Salatti E (1977) Confirmation of nitrogen fixation in two tipical grasses by 15 N2 incorporation. Soil Biol Biochem 9:119–123

Dobert RC, Rood SB, Blevins DG (1992) Gibberellins and the legume-Rhizobium symbiosis. I. Endogenous gibberellins of lima bean (Phaseolus lunatus L.) stems and nodules. Plant Physiol 98:221–224

Döbereiner J, Mariel IE, Nery M (1976) Ecological distribution of Spirillum lipoferum Beinjerick. Can J Microbiol 22:1464–1473

Flouri F, Sini K, Balis C (1995) Interactions between Azospirillum ва Phialophora radicicola. NATO ASI Ser G 37:231–237

Fulchieri M, Lucangeli C, Bottini R (1993) Inoculation with Azospirillum lipoferum affects growth and gibberellin status of corn seedling roots. Plant Cell Physiol 34:1305–1309

Glick BR, Patten CL, Holquin G, Penrose DM (1999) Biochemical and genetic mechanisms used by plant growth promoting bacteria. Imperial College, London

Gutiérrez-Mañero F, Ramos-Solano B, Probanza A, Mehouachi J, Tadeo FR, Talon M (2001) The plant-growth-promoting rhizobacteria Bacillus pumilus ва Bacillus licheniformis produce high amounts of physiologically active gibberellins. Physiol Plant 111:206–211

Hedden P, Phillips A (2000) Gibberellin metabolism: new insights revealed genes. Trends Plant Sci 5:523–530

Janzen R, Rood S, Dormar J, McGill W (1992) Azospirillum brasilense produces gibberellins in pure culture and chemically-medium and in co-culture on straw. Soil Biol Biochem 24:1061–1064

King RW, Evans LT (2003) Gibberellins and flowering of grasses and cereals: prising open the lid of the “Florigen” black box. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 54:307–328

Kucey RMN (1988) Plant growth-altering effects of Azospirillum brasilense ва Bacillus C-11-25 on two wheat cultivars. J Appl Bacteriol 64:187–196

Linnemannstöns P, Voß T, Hedden P, Gaskin P, Tudzynski B (1999) Deletions in the gibberellin biosynthesis gene cluster of Гибберелла Фужикурой by restriction enzyme-mediated integration and conventional transformation-mediated mutagenesis. Appl Environ Microbiol 65:2558–2564

Litchtenthaler HK (1999) The 1-deoxy- d -xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants. Annu Rev Plant Phsyiol Plant Mol Biol 50:47–65

Lucangeli C, Bottini R (1996) Reversion of dwarfism in dwarf-1 maize (Зеа майс L.) and dwarf-x rice (Oryza sativa L.) mutants by endophytic Azospirillum spp. Biocell 20:223–228

Lucangeli C, Bottini R (1997) Effects of Azospirillum spp. on endogenous gibberellin content and growth of maize (Зеа майс L.) treated with uniconazole. Symbiosis 23:63–72

Ludden PW, Okon Y, Burris RH (1978) The nitrogenase system of Spirillum lipoferum. Biochem J 173:1001–1003

MacMillan J (1997) Biosynthesis of the gibberellin plant hormones. Nat Prod Rep 14:221–243

MacMillan J (2002) Occurrence of gibberellins in vascular plants, fungi and bacteria. J Plant Growth Regul 20:387–442

Macmillan J, Suter PJ (1958) The occurrence of gibberellin A1 in higher plants: isolation from the seed of runner bean (Phaseolus multiflorus). Naturwissenschaften 45:46

Mende K, Homann V, Tudzynski B (1997) The geranylgeranyl diphosphate synthase gene of Гибберелла Фужикурой: isolation and expression. Mol Gen Genet 255:96–105

Okon Y, Labandera-González C (1994) Agronomic applications of Azospirillum: an evaluation of 20 years worldwide field inoculation. Soil Biol Biochem 26:1591–1601

Okon Y, Albrecht SL, Burris RH (1976a) Factors affecting growth and nitrogen fixation of Spirillum lipoferum. J Bacteriol 127:1248–1254

Okon Y, Albrecht SL, Burris RH (1976b) Carbon and ammonia metabolism of Spirillum lipoferum. J Bacteriol 128:592–597

Pharis RP, King RW (1985) Gibberellins and reproductive development in seed plants. Annu Rev Plant Physiol 36:517–568

Piccoli P, Bottini R (1994a) Metabolism of 17,17-[ 2 H2]gibberellin A20 to 17,17-[ 2 H2]gibberellin A1 аз ҷониби Azospirillum lipoferum cultures. AgriScientia XI:13–15

Piccoli P, Bottini R (1994b) Effects of C/N relationships, N content, pH, and time of culture on growth and gtibberellin production of Azospirillum lipoferum cultures. Symbiosis 17:229–236

Piccoli P, Bottini R (1996) Light enhancement of gibberellin production by Azospirillum lipoferum cultures. Biocell 20:200–207

Piccoli P, Masciarelli O, Bottini R (1996) Metabolism of 17,17[ 2 H2]-Gibberellins A4, A9, and A20 аз ҷониби Azospirillum lipoferum in chemically-defined culture medium. Symbiosis 21:167–178

Piccoli P, Lucangeli D, Schneider G, Bottini R (1997) Hydrolysis of [17,17- 2 H2]Gibberellin A20-Glucoside and [17,17- 2 H2]Gibberellin A20-glucosyl ester by Azospirillum lipoferum cultured in a nitrogen-free biotin-based chemically-defined medium. Plant Growth Regul 23:179–182

Piccoli P, Masciarelli O, Bottini R (1999) Gibberellin Production by Azospirillum lipoferum cultured in chemically-defined medium as affected by oxygen availability and water status. Symbiosis 27:135–146

Probanza A, García JAL, Palomino MR, Ramos B, Manero FJG (2002) Pinus pinea L. seedling growth and bacterial rhizosphere structure after inoculation with PGPR Bacillus (B. licheniformis CECT 5106 and B. pumilus CECT 5105). Appl Soil Ecol 20:75–84

Reinoso H, Dauría C, Luna V, Pharis R, Bottini R (2002) Dormancy in peach (Prunus persica L.) flower buds VI. Effects of gibberellins and an acylcyclohexanedione (Cimectacarb) on bud morphogenesis in field experiments with orchard trees and on cuttings. Can J Bot 80:656–663

Rojas MC, Hedden P, Gaskin P, Tudzynski B (2001) The P450-1 gene of Гибберелла Фужикурой encodes a multifunctional enzyme in gibberellin biosynthesis. Proc Natl Acad Sci USA 98:5838–5843

Schneider G (1983) Gibberellin conjugates. In: Crozier A (ed) The biochemistry and physiology of gibberellins, vol 1. Praeger, New York, pp 389–456

Sponsel VM (2002) The deoxy xylulose phosphate pathway for the biosynthesis of plastidic isoprenoids: early days in our understanding of the early stages of gibberellin biosynthesis. J Plant Growth Regul 20:332–345

Sponsel VM (2003) Gibberellins. In: Henry HL, Norman AW (eds) Encyclopedia of hormones, vol 2. Academic, pp 29–40

Sponsel VM, Hedden P (2004) Gibberellin biosynthesis and catabolism. In: Davies PJ (ed) Plant hormones: biosynthesis, signal transduction, action! Kluwer, Dordrecht

Tamura S (1990) Historical aspects of gibberellins. In: Takahashi N, Phinney BO, MacMillan J (eds) Gibberellins. Springer, Berlin Heidelberg New York, pp 1–8

Tanimoto E (1987) Gibberellin-dependent root elongation in Lactuca sativa: recovery from growth retardant-suppressed elongation with thickening by low concentration of GA3. Plant Cell Physiol 28:963–973

Trewavas A (2000) Signal perception and transduction. In: Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL (eds) Biochemistry and molecular biology of plants. American Society of Plant Physiology, Rockville, pp 930–987

Tudzynski B, Hedden P, Carrera E, Gaskin P (2001) The P450-4 Gene of Гибберелла Фужикурой рамзгузорӣ мекунад ent-kaurene oxidase in the gibberellin biosynthesis pathway. Appl Environ Microbiol 67:3514–3522

Tudzynski B, Rojas MC, Gaskin P, Hedden P (2002) The gibberellin 20-oxidase of Гибберелла Фужикурой is a multifunctional monooxygenase. J Biol Chem 277:21246–21253

Tudzynski B, Mihlan M, Rojas MC, Linnemannstons P, Gaskin P, Hedden P (2003) Characterization of the final two genes of the gibberellin biosynthesis gene cluster of Гибберелла Фужикурой: des and P450-3 encode GA4 desaturase and the 13-hydroxylase, respectively. J Biol Chem 278:28635–28643

Tully RE, van Berkum P, Lovins KW, Keister DL (1998) Identification and sequencing of a cytochrome P450 gene cluster from Bradyrhizobium japonicum. Biochim Biophys Acta 1398:243–255

Yanni YG, Rizk RY, Abd El-Fattah FK, Squartini A, Corich V, Giacomini A, de Bruijn F, Rademaker J, Maya-Flores J, Ostrom P, Vega-Hernández M, Hollingsworth RI, Martínez-Molina E, Mateos P, Velázquez E, Wopereis J, Triplett E, Umali-García M, Anarna JA, Rolfe BG, Ladha JK, Hill J, Mujoo R, Ng PK, Dazzo FB (2001) The beneficial plant growth-promoting association of Rhizobium leguminosarum bv. trifolii with rice roots. Funct Plant Biol 28:845–870


What Does Bacteria Need to Grow?

Bacteria needs water, nutrients, the right temperature range and a certain level of acidity in order to grow. Some bacteria require oxygen to grow, while for others, oxygen prevents growth.

Water is one of the most important factors in bacterial growth. Bacteria use water to dissolve food containing nutrients. Water is also essential for bacteria to process waste products.

Food is essential for bacteria to live and reproduce. Starches, sugars and other substances provide both energy and nutrients to bacteria.

The acidity of the environment surrounding bacteria can greatly affect its rate of growth. Acidity is measured using the pH scale, which runs from 0 to 14. The lower the value, the more acidic the substance is. Higher values indicate an alkaline substance. Most bacteria reproduce best at a neutral pH level, or 7 on the scale. Reproduction is usually possible with an acidity of as low as 4.5, although this depends on the type of bacteria.

The optimum temperature range for bacteria to grow also varies greatly depending on the type of bacteria. Temperatures below 45 F slow down bacterial reproduction, and temperatures above 140 F kill most types of bacteria. This is why refrigerators, freezers and ovens are essential to prevent food poisoning.


Some bacteria are capable of taking up DNA from their environment. These DNA remnants most commonly come from dead bacterial cells. During transformation, the bacterium binds the DNA and transports it across the bacterial cell membrane. The new DNA is then incorporated into the bacterial cell's DNA.

Transduction is a type of recombination that involves the exchange of bacterial DNA through bacteriophages. Bacteriophages are viruses that infect bacteria. There are two types of transduction: generalized and specialized transduction.

Once a bacteriophage attaches to a bacterium, it inserts its genome into the bacterium. The viral genome, enzymes, and viral components are then replicated and assembled within the host bacterium. Once formed, the new bacteriophages lyse or split open the bacterium, releasing the replicated viruses. During the assembling process, however, some of the host's bacterial DNA may become encased in the viral capsid instead of the viral genome. When this bacteriophage infects another bacterium, it injects the DNA fragment from the previously infected bacterium. This DNA fragment then becomes inserted into the DNA of the new bacterium. This type of transduction is called generalized transduction.

In specialized transduction, fragments of the host bacterium's DNA become incorporated into the viral genomes of the new bacteriophages. The DNA fragments can then be transferred to any new bacteria that these bacteriophages infect.