Kõik ei saa vastata, mis on Bacillus subtilis. Kuid enamik meist on selle olendiga väga tuttavad. Kes on kunagi tõstnud värskelt niidetud muru, on näinud selle all valkjat katet. See on bakter Bacillus subtilis. Seda looduses ebatavaliselt levinud bakterit kasvatati algselt murtud heina peal. Seetõttu kutsume seda heinapulgaks.
Mikrobioloogiline "mudel"
Erinevatel bioloogiaharudel on oma "mudelorganismid", millest saab peamine uurimis- ja katseobjekt. Näiteks geneetikas on selliseks organismiks saanud Drosophila äädikakärbes, algloomade mikrobioloogias - ripsloomade ja bakterioloogias - Bacillus subtilis.
Tänu sellele bakterile on eoste moodustumise protsessi ja lipubakterite motoorse mootori töömehhanismi põhjalikult uuritud. Molekulaarbioloogid olid esimeste seas, kes dešifreerisid selle batsilli genoomi.
Tänapäeval kasvatatakse Bacillus subtilist kaaluta olekus ja uuritakse selle mõju populatsiooni genoomile. Kosmosebioloogiaskiiritada kosmilise ultraviolettkiirgusega ja uurida selle võimet ellu jääda Marsi omadele lähedastes tingimustes.
Lühikirjeldus
Heinapulka kirjeldas esmakordselt 1835. aastal saksa bioloog Christian Gottfried Ehrenberg (1795–1876). Batsill kasvas hästi heinaekstraktil, mistõttu sai ta nime esimese osa. Väliselt on need pulgakujulised bakterid, seega nimetatakse neid vardadeks.
Tegemist on üsna suurte batsillidega (pikkus kuni 0,008 mm, läbimõõt 0,0006 mm), mida on näha isegi koolimikroskoobis. Bacillus subtilis'el on rakumembraani pinnal palju lippe.
Need liikuvad bakterid on aeroobid (nad vajavad oma elutähtsate protsesside tagamiseks õhuhapnikku). Kuid mõned tüved (kunstlikult kasvatatud geneetiliselt homogeensed rühmad) võivad muutuda fakultatiivseteks anaeroobideks.
Heinapulkade optimaalne temperatuur on 25–30 kraadi Celsiuse järgi. Kuid tänu eoste moodustumisele jäävad nad ellu ka -5 ja +150 kraadi juures.
Toitumine ja jaotus
Looduses elab Bacillus subtilis pinnases, kuid seda leidub vees ja tolmus. Need mikroorganismid on osa meie soolestiku mikrofloorast ja loomade seedetraktist.
Need on saprofüütsed bakterid, toituvad orgaanilistest jääkainetest. Nende peamine energiaallikas on polüsahhariidid, mis põhinevad taimse (tselluloos ja tärklis) ja loomse (glükogeeni) päritolu glükoosil.
Heinabatsilli ainevahetusproduktid on aminohapped, vitamiinid, erinevad ensüümid, antibiootikumid. Inimene on juba ammu õppinud neid bakterite omadusi oma tegevuses kasutama.
Biokeemia omadused
Heinapulkade kõige olulisemate omaduste hulka kuulub nende võime tõsta keskkonna happesust ja toota antibiootikume.
Need batsillid on pärmseente, salmonella, amööb Proteus ja düsenteeria, strepto- ja stafülokokkide antagonistid.
Eluprotsessis sünteesivad heinabatsillid aminohappeid, antibiootikume, ensüüme ja immunoaktiivseid aineid. Tänapäeval kasutatakse selle batsilli tüvesid ensüümide, antibiootikumide, bioloogiliste toodete (lõhnatugevdajad, toidulisandid), insektitsiidide tootmisel.
Kuidas kasvatada kolooniat
Petri tassides näevad nende batsillide kolooniad välja nagu kortsus pannkoogid, millel on valge või roosakas lainelised servad, kuiv ja sametine struktuur.
Laborites kasvatatakse heinabatsillide tüvesid liha-peptoonpuljongil või agaril, tehissöötmes või ainel, mis sisaldab taimeorganismide jääke.
Kodus piisab tavalise heina keetmisest ja leotis 1-2 päevaks sooja kohta asetamisest. Veetõmmise pinnale ilmub ainult heinabatsilli bakteritest kile. Kõik muud mikroorganismid surevad keetmisel.
Oportunistlikud patogeenid
Siseneminemaotrakti mikrobiota koostis, heinabatsill soodustab komplekssete polüsahhariidide (tselluloosi) lagunemist, lagundab valke ja aitab kaasa patogeense mikrofloora pärssimisele.
Inimkeha lahtistes haavades eritavad need bakterid antibiootikume ja ensüüme, mis lagundavad surnud kudesid. On juba tõestatud, et need batsillid avaldavad kirurgilise infektsiooni ajal negatiivset mõju patogeensetele organismidele (Salmonella, Staphylococcus, Streptococcus).
Samas on nad tinglikult patogeensed, kuna neil on inimeste jaoks sellised negatiivsed võimed:
- Võib põhjustada allergilist löövet.
- Riknenud toitu süües võib põhjustada toidumürgitust.
- Võib põhjustada silmapõletikke.
Heinakepp ja mees
Inimkasutuse seisukoh alt pakuvad bakterid huvi kahe küsimuse kontekstis:
- Kuidas nad saavad meid aidata.
- Kuidas nad saavad meid kahjustada.
Inimeste koostöö heinapulgaga algas juba ammu. Tänapäeval on mikrobioloogid kasvatanud palju selle batsilli tüvesid, millel on täpselt määratletud omadused. Seda mikroorganismi kasutatakse rohemajanduse raames taimekasvatuses, loomakasvatuses, ravimite tootmises, jäätmekäitlusmeetodites.
Batsillid meditsiinis
Biokeemilised omadused võimaldavad seda organismi laialdaselt kasutada ravimite tootmisel. Vastav alt farmakoloogilistele omadustele viitab Bacillus subtilis:
- Kõhulahtisusevastased ravimid.
- Immunomodulaatorid.
Heinabatsilli baasil valmistatud preparaate ("Sporobacterin", "Bactisubtil", "Biosporin") on ette nähtud soolestiku ja suguelundite düsbakterioosi korral, operatsioonijärgsel perioodil koos mädaste tüsistustega.
Samas tasub meeles pidada vastunäidustusi, millest peamine on ülitundlikkus või talumatus ravimi komponentide suhtes.
Seda mikroorganismi kasutatakse laialdaselt ka toidulisandites.
Muud rakendused
Taimekasvatuses on kõige levinum heinabatsillil põhinev preparaat "Fitosporiin". See on efektiivne kultuurtaimede seen- ja bakteriaalsete haiguste vastu võitlemisel. Samal ajal võib puuvilju süüa isegi päeval, mil neid ravimiga pihustatakse.
Loomakasvatuses kasutatakse tselluloosi kääritamiseks heinapulkade omapära, mis aitab kaasa loomade paremale süsivesikute omastamisele. Lisaks kasutatakse sellel pulgal põhinevaid antibakteriaalseid ravimeid laialdaselt loomakasvatuses, linnukasvatuses ja kalakasvatuses.
Proteaase ja amülaase, heinabatsilli ensüüme, toodetakse kaubanduslikult ning neid kasutatakse pesu-, parkimis- ja puhastusvahendites.
On üksikuid tüvesid, millel on väga kitsas spetsialiseerumine. Näiteks kasutatakse neid Jaapani sojaubadest valmistatud natto valmistamiseks.
Tulevikuplaanid
Geenitehnoloogia arendamine on samuti võimatubakterid. Ja heinakepp ei ole transgeensete organismide loomise "mudelite" nimekirjas viimane.
Oleme juba kirjutanud abist kosmoseuuringutel.
Täna areneb aktiivselt heinabatsilli looduses leviku uurimine keskkonnaohutuse seisukoh alt. Juba on tehtud töid keskkonnaseisundi hindamiseks selle ainulaadse mikroorganismi ökotoobis leviku korrelatsiooni põhjal.
