Ne može svatko odgovoriti što je Bacillus subtilis. Međutim, većina nas je vrlo upoznata s ovim stvorenjem. Svatko tko je ikada dizao svježe pokošenu travu vidio je bjelkastu prevlaku ispod nje. Ovo je bakterija Bacillus subtilis. Ova bakterija, neobično česta u prirodi, izvorno je uzgajana na lomljenom sijenu. Zato ga zovemo štap sijena.
Mikrobiološki "model"
Različite grane biologije imaju svoje vlastite "modelne" organizme, koji postaju glavni predmet proučavanja i eksperimenata. Na primjer, u genetici je voćna mušica Drosophila postala takav organizam, u mikrobiologiji protozoa - trepavica, a u bakteriologiji - Bacillus subtilis.
Zahvaljujući ovoj bakteriji, proces nastajanja spora i mehanizam rada motornog motora flagelarnih bakterija temeljito su proučeni. Molekularni biolozi bili su među prvima koji su dešifrirali genom ovog bacila.
Danas se Bacillus subtilis uzgaja u bestežinskom stanju i proučava se njegov učinak na genom populacije. U svemirskoj biologijiozračen kozmičkim ultraljubičastim zračenjem i istražiti njegovu sposobnost preživljavanja u uvjetima bliskim onima na Marsu.
Kratak opis
Štap sijena prvi je opisao 1835. godine njemački biolog Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876). Bacil je dobro rastao na ekstraktu sijena, zbog čega je i dobio prvi dio imena. Izvana, to su bakterije u obliku štapa, pa se zovu štapići.
To su prilično veliki bacili (duljine do 0,008 mm, promjera 0,0006 mm), koji se mogu vidjeti čak i u školskom mikroskopu. Bacillus subtilis ima mnogo flagela na površini stanične membrane.
Ove mobilne bakterije su aerobi (potreban im je kisik iz atmosfere kako bi osigurali svoje vitalne procese). Ali neki sojevi (umjetno uzgojene genetski homogene skupine) mogu postati fakultativni anaerobi.
Optimalna temperatura za štapiće sijena je između 25 i 30 stupnjeva Celzija. Ali oni će preživjeti na -5 i na +150 stupnjeva, zahvaljujući stvaranju spora.
Prehrana i distribucija
U prirodi, Bacillus subtilis živi u tlu, ali se nalazi u vodi i prašini. Ovi mikroorganizmi su dio mikroflore naših crijeva i gastrointestinalnog trakta životinja.
To su saprofitne bakterije, hrane se organskim ostacima. Glavni izvor energije za njih su polisaharidi na bazi glukoze biljnog (celuloza i škrob) i životinjskog (glikogen) podrijetla.
Produkti metabolizma bacila sijena su aminokiseline, vitamini, razni enzimi, antibiotici. Čovjek je odavno naučio koristiti ove značajke bakterija u svojim aktivnostima.
Obilježja biokemije
Najvažnija svojstva štapića sijena uključuju njihovu sposobnost povećanja kiselosti okoliša i proizvodnje antibiotika.
Ovi bacili su antagonisti gljivica kvasca, salmonele, amebe Proteus i dizenterije, streptokoka i stafilokoka.
U procesu života bacili sijena sintetiziraju aminokiseline, antibiotike, enzime i imunoaktivne tvari. Danas se sojevi ovog bacila koriste u proizvodnji enzima, antibiotika, bioloških proizvoda (pojačivači mirisa, aditivi u hrani), insekticida.
Kako uzgajati koloniju
U Petrijevim zdjelicama kolonije ovih bacila izgledaju kao naborane palačinke s valovitim rubovima bijele ili ružičaste boje, suhe i baršunaste strukture.
U laboratorijima se sojevi bacila sijena uzgajaju na mesnoj-peptonskoj juhi ili agaru, umjetnim podlogama ili na tvari s ostacima biljnog organizma.
Kod kuće je dovoljno skuhati obično sijeno i staviti infuziju na toplo mjesto 1-2 dana. Na površini vodene infuzije pojavit će se film isključivo od bakterija bacila sijena. Svi ostali mikroorganizmi će umrijeti kada se prokuhaju.
Oportunistički patogeni
Ulazaksastavom mikrobiote želučanog trakta, bacil sijena potiče razgradnju složenih polisaharida (celuloze), razgrađuje proteine i doprinosi inhibiciji patogene mikroflore.
U otvorenim ranama na ljudskom tijelu, ove bakterije luče antibiotike i enzime koji razgrađuju mrtvo tkivo. Već je dokazano da ovi bacili imaju negativan učinak na patogene organizme tijekom kirurške infekcije (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Međutim, oni su uvjetno patogeni, jer imaju takve negativne sposobnosti za ljude:
- Može uzrokovati alergijski osip.
- Izaziva trovanje hranom kada jedete pokvarenu hranu.
- Može uzrokovati infekcije oka.
Stap i čovjek
Sa stajališta ljudske upotrebe, bakterije su zanimljive u kontekstu dvaju pitanja:
- Kako nam mogu pomoći.
- Kako nam mogu nauditi.
Ljudska suradnja sa štapom sijena počela je davno. Danas su mikrobiolozi uzgojili mnoge sojeve ovog bacila s dobro definiranim kvalitetama. Ovaj mikroorganizam koristi se u biljnoj proizvodnji, stočarstvu, proizvodnji lijekova, metodama gospodarenja otpadom u okviru zelenog gospodarstva.
Bacili u medicini
Biokemijske karakteristike omogućuju široku upotrebu ovog organizma u proizvodnji lijekova. Bacillus subtilis, prema farmakološkim karakteristikama, odnosi se na:
- Lijekovi protiv proljeva.
- Imunomodulatori.
Preparati na bazi bacila sijena ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") propisuju se za disbakteriozu crijeva i genitalnog trakta, u postoperativnom razdoblju s gnojnim komplikacijama.
Međutim, vrijedi se sjetiti kontraindikacija, od kojih je glavna preosjetljivost ili netolerancija na komponente lijeka.
Ovaj mikroorganizam se također široko koristi u dodacima prehrani.
Ostale aplikacije
U biljnoj proizvodnji najčešći pripravak na bazi bacila sijena je "Fitosporin". Djelotvoran je u borbi protiv gljivičnih i bakterijskih bolesti kultiviranih biljaka. U isto vrijeme, plodovi se mogu jesti čak i na dan kada su poprskani lijekom.
U stočarstvu, posebnost štapića sijena koristi se za fermentaciju celuloze, što pridonosi boljoj apsorpciji ugljikohidrata od strane životinja. Osim toga, antibakterijski lijekovi na bazi ovog štapića naširoko se koriste u stočarstvu, peradi i uzgoju ribe.
Proteaze i amilaze, enzimi bacila sijena, komercijalno se proizvode i koriste se u deterdžentima, preparatima za sunčanje i čišćenje.
Postoje pojedinačni sojevi koji imaju vrlo usku specijalizaciju. Na primjer, koriste se za izradu japanskog natta na bazi soje.
Budući planovi
Razvoj genetskog inženjeringa također je nemoguć bezbakterije. A štap sijena nije zadnji na popisu "modela" za stvaranje transgenih organizama.
Već smo pisali o pomoći u istraživanju svemira.
Danas se proučavanje rasprostranjenosti bacila sijena u prirodi aktivno razvija sa stajališta sigurnosti okoliša. Već postoje radovi na procjeni stanja okoliša na temelju korelacije distribucije ovog jedinstvenog mikroorganizma u ekotopu.
