Mikrobiologi och motstånd

Detta inlägg är ursprungligen en biologi rapport, baserad på en experimentell studie.

1,0 Syfte
Syftet med denna studie och tillhörande rapport är att undersöka motståndet mot begreppet teoretisk och praktisk nivå, och undersöka motstånd i utvalda bakterier med utvalda antibiotika.

2,0 Theory
2,1 Mikrobiologi
Mikrobiologi är den studie som undersöker den minsta levande organismer som finns på jorden. Mikroorganismer finns gränser för hur små liv kan vara. Allt liv är också från enkla encelliga organismer (se figur 1) ca. 4 miljarder år tillbaka, och de kommande 3 miljarder år omfattade allt liv på jorden genom dessa enkla varelser. Vi har hittat många exempel på de hundratals miljoner år gamla, mikroorganismer, svampar, alger och bakterier i kåda, och från dessa studier kan det konstateras att den morfologi och anatomi av dessa organismer inte har ändrats väsentligt, och man lägger till den med många olika arter det finns, det ger en bild av denna klass av organismer som är viktiga kompletterande överlevnad och begåvad.
De flesta mikroorganismer snabbt föröka sig i stora skaror (ungefärlig exponentiellt), och detta blandas med den egenskapen att de ofta kan utbyta gener i grupper (horisontell återväxlingar), och har en hög mutation rate gör mikroorganismer kunna utveckla genom naturligt urval, och detta istandgør dem för överlevnad var som helst på jorden och i praktiskt taget alla miljöer. Men det finns också ses med den mänskliga naturen, en nackdel med denna snabba anpassning: I denna uppgift, måste vi undersöka mikroorganismer som är resistenta mot antibiotika, och dessa organismer snabbt anpassa sig och immuniserade kommer motståndet vara ett mycket vanligt problem, särskilt i miljöer med hög konsumtion av just antibiotika (se senare kapitel).
Historiskt sett har alltid känt för mikroorganismer, men i många år utan att ens veta om det. Det var utmärkande för mikroorganismer görs vindruesaft till vin, serveras alkohol på öl och fick mat för att gå till förfall. Denna gång trodde man att liv kan uppstå spontant uralstring, som är en abiotiska ursprung / skapande. Men år 1676 upptäckte Holländaren Anton van Leeuwenhoek mikroorganismer mikroskop operation. Men det var inte honom direkt var övertygad om att det var små liv som skapade dessa processer, men han upptäckte att det var liv mindre än vad det mänskliga ögat kan upptäcka det i ljuset av denna upptäckt är att han ofta kallas mikrobiologie pappa.
Den omedelbara sammanbrott i mikroorganismer är kända prokaryoter och eukaryoter: prokaryoter är som namnet antyder Pro (pre) kärna, så dessa organismer inte har någon kärna för skydd av genetiska material. Eftersom de inte har en nukleär genetiskt material är fritt i cytoplasman. Inom prokaryoter dela Man i bakterier och arkæer. Den andra gruppen av prokaryoter alla andra varelser på jorden. Djur, växter, svampar slem, men också många mikroorganismer, inklusive svampar, alger och andra saker. Här följer en förteckning över olika grupper av mikroorganismer:

- Bakterier (prokaryotes)
- Arkæer (prokaryotes)
- Svampar (eukaryota)
- Alger (eukaryota)
- Protozoa (eukaryota)
- Flercellig djur (eukaryota)
- (Virus) blir att många inte räknas som en verklig levande organism [1]

[1] En lektor vid Fakulteten för livsvetenskaper (fd KVL) hänvisade till en prøveforlæsning i samband med öppet hus Om du inte räkna dem som levande, eftersom viruset kan bara föröka sig inne i andra celler, t.ex. bakterier, växter och djur och även på grund av bristen på viruset självständigt metabolism, men beroende av värdcellens metabola apparat som tar över och vidarekopplingar att producera fler virus.

Nedan är ett släktträd (figur 1) av den tidsmässiga släktträd:
Hålls arkæer vara mer liknar eukaryoter, eftersom det i och omkring sina genetiska materialet protein historik tioner, som även omfattar eukaryoter.
Figur 1 visar ett släktträd av olika typer av bakterier (prokaryota), arkæer (prokaryota) och alla eukaryoter. Av: Janus H. Magnussen, efter Wikipedia.org
Klicka på bilden för att få den upp i en större version (läsbar)

Som namnet antyder handlar organismer kan bara (individuellt) i mikroskop, men dessa mikroskop kan också få inblick i de stora skillnaderna finns mellan olika former, färger, storlek, yta form och rörelsemönster och metoder. Men långa flercelliga alger (tång) och kolonier av bakterier och svampar (t.ex. mögel) ses med blotta ögat. Nedan är ett diagram (Figur 2) som visar den relativa storleken på prokaryoter, eukaryoter, molekyler och atomer:


Figur 2 visar den relativa storleken av olika organismer och biomolekyler. 2. axeln är en logaritmisk metriska systemet som börjar med 10-9 m (1 nm) och slutar vid 10-3 m (1 mm). Av: Janus H. Magnussen, efter Wikipedia.org
Klicka på bilden för att få den upp i en större version (läsbar)

2,2 Resistance
Resistens är förmågan att motstå. Ordet kommer från det latinska, resistentis, som betyder "att stå, att stå emot" I våra försök har vi undersöker, som nämnts bakteriers resistens mot olika antibiotika. Resistens är i sig inte nödvändigtvis en dålig (vi även resistenta mot många läkemedel!) Men problemet uppstår om det motstånd som en ofarlig bakterie sprider sig till andra farligare bakterier.

2.2.1 Antibakteriella medel
Antibiotikum ord säger allt: anti: nej BIOS: liv, så att de två ämnena inte kan existera i varandras närhet. Det faktum att vissa ämnen har effekten av andra ämnen, molekyler och organismer utnyttja Man i medicin för att framställa läkemedel som hämmar eller dödar sjukdomsframkallande mikroorganismer. Antibiotikum är inte ett enzym utan en molekyl som kan gå in och arbeta på mikroorganismer på flera sätt. De kan komma in i cellmembranen och hindra det från att expandera, dvs. att bakterier inte kan växa eller dela. Man kan även ändra cellväggen, för samma hämning. Dessutom hämmar de proteinsyntesen på olika platser, antingen i transkription, översättning eller den kan helt enkelt gå in och ändra vitala delar av arvsmassan.
I vårt experiment vi arbetar med 7 olika typer av antibiotika:

1: tetracyklin (ing)
2: ampicillin (AMP)
3: sulfonamider (sul)
4: penicillin (penna)
5: bactracin (BAC)
6: chloramphemicol (CHL)
7: stroptomysin (str)

2.2.2 Fysiologiska faktorer som kan framkalla resistens
Resistens kan uppstå på olika sätt och ta sig på olika sätt. Men förändringarna är alltid orsakas av det naturliga urvalet, eller i andra fall programmerad evolution. Naturligt urval är en del av Darwins ärftliga klarhet och ursprung lära. Antibiotikum aktiviteter kan ses som en miljörelaterad trycket på bakterier utsätts för det. Därför kommer det att finnas ett starkt selektionstryck att motstå, ergo, muterar bakterierna att motståndet har en fördel, och deras gener kommer att vara i form av nya individer bibehållas. Detta kan illustreras med följande figur:


Figur 3: Schematisk presentation av hur antibiotikaresistens utvecklas genom naturligt urval. Den övre delen "innan valet" representerar en population av bakterier innan tillsats av antibiotika i nästa steg är att de valdes ut, kommer det att säga att vissa bakteriestammar väljs ur, och endast de med motstånd överlever. Den tredje fasen är den nya generationen av resistenta Bakt. En ytterligare kommentar kan också vara knutet till om antibiotika ändrades lite, skulle de bakterier som finns i den näst högsta graden av resistens vara mer utsatta än de med den högsta nivån. Härifrån ett större urval att ske. Av: Janus H. Magnussen, efter Wikipedia.org
Klicka på bilden för att få den upp i en större version (läsbar)

De former av resistens kan utvecklas i den slutliga populationen (se figur 3) skulle kunna vara ett riktigt passivt motstånd till ämnet, till exempel om antibiotika inte längre kan binda till sitt mål webbplats, men en sämre sorts motstånd vore tillverkningen av ett enzym aktivt kunna förstöra antibiotika, såsom stafylokokkbakterien Staphylococcus aureus kan producera penicillinas (enzym som klyver penicillin). Orsaken till denna mutation, tillhörande modifiering eller anläggning (ny) enzym, är värre än den passiva formen av motstånd är att den nya genen för enzymet kan delas horisontellt mellan bakterier, till skillnad från den passiva försvar (som ofta är artspecifik)

2.2.3 Anatomiska faktorer som kan framkalla resistens
Hos bakterier kan nämnas som en form av passivt motstånd. En art av denna typ av motstånd har sin källa i den bakteriella cellväggen - De kan vara antingen tjocka eller tunna. Skillnaden mellan en tjock och en tunn cellvägg, kan hittas genom nærstudier av dessa. Titta på dem båda så ser du att utanför cellmembranet runt muren, som är uppbyggd av kemiskt peptidoglykan (som är en kombination av peptider och aminosyror socker glykan). I övrigt finns det vissa skillnader mellan de två typer:

1: Bakterierna har tunna cellväggar bortom väggen ett andra membran i strukturen liknar cellmembranet, dock finns inbäddade i membranet i olika ämnen som lipopolysakkerider och lipoproteiner, och när de byggs upp av särskilda lipid, kommer de att vara inbäddade i membranet lipofila interiör.

2: De bakterier med tjocka cellväggar och inga extra membran

För att identifiera de två typerna, dansken Christian Gram utvecklat en metod genom vilken bakterier med tunna cellväggar är inte färgas, dvs. gramnegativa, och där bakterierna med tjock cellvägg blir smutsig, dvs. grampositiva. Denna typ av klassificering är relevant för våra experiment, när bakterierna är grampositiva i allmänhet är mer känsliga för penicillin, vilket ger oss att gramnegativa bakterier är mer motståndskraftiga, så ett passivt motstånd som en följd av bakteriell anatomiska förhållande. I vårt experiment vi arbetar med tre olika bakterier: Bacillus cereus (som är en jord bakterie), Esceria coli, och en okänd bakterie från jordprov, som jag kallar Bacillus Magnussenae (men kan vara tvivel om renhet av denna koloni). B. cereus är G + medan E. coli är gram, här kan vi använda i vår hypotes.

2.2.4 Resistance Transfer
Som nämnts tidigare, kan bakterier utbyta genetiskt material horisontellt. Detta kan inträffa när bakterier med plasmider, som är en separat ring-formad bit av DNA-material, vilket i sig inte koden för något väsentligt (till exempel, förökning, ämnesomsättning, etc.), utan istället kan innehålla gener som kan öka organismens överlevnad, om det aktiverade i en given situation. Dock kan dessa plasmider vara relativt lätt att överföra till andra bakterier, som kan ske på tre sätt:

1 konjugation: är som en process där två celler oberoende utbyta och kombinera genetiskt material. Det händer när två cellmembranen smälter samman och bildar en Pilus. Vad som händer är att en cell (en) sveper sin plasmid och överför den till cell (b) båda celler med DNA-polymeras (eller motsvarande) anbringande fria nukleotider i de lediga platserna.

2: Transformation: Bacterial en dörr, och plasmider är nu fritt svävande. Bakteriell b inspelning denna arvsmassa och bädda in den i sin egen. Det är samma teknik som används i genteknik.


3: transduction: En teknik där arvsmassa från en cell överförs till en annan genom en adenoral virus. Detta används också i gentransplantation där du vill ha en fastighet, såsom produktion av ett särskilt enzym, kan denna gen sedan skarvas i arvsmassan hos en bakterie, som sedan ger önskat enzym, som sedan kan samlas in.

3,0 Hypothesis
En riktig hypotes kan inte hittas eftersom jag inte vet något om de olika antibiotikum liknande bakterier. Däremot har jag hypotesen att den typ av bakterier som är grampositiva attackerar bättre mot penicillin. I övrigt förväntar jag mig att se märkningarna i bakteriehæmning runt antibiotika tabletter, för de tre olika typer av bakterier. Det kan vara "lyckliga" att se en form av motstånd. Detta kan ses som små kolonier av bakterier i en annars utväxthämmande zon. Anledningen till att jag citationstecken på Lucky, är även sagt: Vi har skapat en resistent familj i en av de representerade bakterier, kan denna spridning. Och eftersom vi arbetar med "riktiga" antibiotikaresistens är verklig.

4,0 Resultat
4,1 Schematisk

Nedan finns en schematisk översikt av resultaten (tabell 1):

De platser där det har satts i fråga, säger att det inte var möjligt att läsa resultatet. Av B. cereus är det därför vækshæmmende zoner från andra antibiotika var så stor att ett resultat inte kunde läsas. Av E. coli, hela Petri skålen, omfattas endast av væksmedie, vilket tyder på att antibiotika har spridit sig till hela plattan, och därmed har dödat alla bakterier. Ledsen.
Form i den vänstra kolumnen visar vilken typ av antibiotikum som mäts, och under de kommande tre kolumnerna visas de olika bakterier. Resultatet skrivs till radie dvärgväxta zon i millimeter. De platser med resultatet 0 är en indikation på att det inte fanns någon steril zon, och därför växte de nära ges antibiotika. Nedan har jag gjort ännu en tabell (tabell 2), illustrerar effekten av enskilda antibiotika mot varje bakterie (men inte E. coli)



5,0 Discussion
Som framgår av tabell 2 är inte många likheter mellan bakterier B. cereus och okända jord bakterien (B. Magnussenae). Det kan dock förvånande att B. cereus inte svarade på penicillin, eftersom det är gramnegativa. Generellt kan man säga om experimentet, det var bra i vissa områden och sämre på andra. Till exempel var det ett bra arbetsflöde, som för min del var lärorikt, och många av resultaten var tillfredsställande bra, men det var synd att resultatet av E. coli inte kunde användas, och att många av de andra grupperna försöket gick i trasor, en bred jämförelse skulle vara fördelaktigt, eftersom det skulle också bättre kunna bedöma olika antibiotika. Som jag nämnt ovan finns det inte lika många enheter mellan B. cereus och okända bakterier jorden, men en B. cereus upp, finns det verkligen ett mark-levande bakterier (därmed inte sagt att marklevande bakterier nödvändigtvis reagerar på samma).
En annan intressant iakttagelse som framkom i samband med behandlingen resultatet upptäcktes av enskilda kolonier som levde i den annars döda zoner. Detta visade att motståndet? Man kan frukta det, en felkälla som andra bakterier indsluppet petriskålen, kanske jag skulle undantas eftersom tillväxtmönster i kolonierna inte ange detta. Hade det varit en typ av resistenta bakterier från början, skulle tillväxtområde vara större - åtminstone vi tog inga chanser, och desinficeras utrustning autoklavemaskinen.

5,1 Antibiotikaresistens - ett socialt ont
Om det, som nämnts ovan har utvecklat resistens, skulle det svarar bra på vad som sker på många håll i den "verkliga" världen - Jag tänker särskilt på jordbruksområdet, där motståndet på grund av överanvändning av antibiotika är tyvärr en realitet. Problemet med antibiotika förbrukningen i danska primära sektorn, är det bättre användas i förebyggande - det är en profylaktisk överanvändning. Det utgör därför en bild där sjukdomar behandlas innan det används, vilket översätts till siffror betyder att hälften av alla danska mjölkkor (i det traditionella jordbruket som fortfarande står för en majoritet) under ett år behandlas med antibiotika för att hålla sjukdom nedan. Men en studie visar att antibiotika förbrukningen kan minskas avsevärt utan att det äventyrar djurens hälsa. Mjölkbönder från detta har delvis förändrat sitt jordbruk så att behovet av förebyggande antibiotikabehandling minskas. Dessa inkluderar återspeglas i förändringen av bostäder utformning där konventionella bostäder opmurede byggnader med generellt hög temperatur och hög luftfuktighet som orsakas av brist på luft - ett paradis för mikroorganismer. Detta har bönderna från experimentet elimineras genom att bygga stall sitta utanför väggarna, så att frisk luft kan cirkulera. Sjukdomen är fortfarande åtgärder, men utan medicinering - till exempel genom spridning av snäckskal, som hindrar leran runt klövar och juver (som är patogen, som åter och skapa goda levnadsförhållanden för mikroorganismer). Därför är det bevisat att genom relativt enkla förändringar kan minska behovet av antibiotika med 50% och fortfarande utan att äventyra djurens välbefinnande, vilket är fördelaktigt för alla.