Identification Of Prokaryotes PDF
Document Details
Uploaded by MesmerizedAstatine
Tags
Summary
This document provides information on identifying prokaryotes (microorganisms without a nucleus). It describes various techniques and characteristics used in microbial identification. The methodology includes microscopic examinations, biochemical tests, and genotypic methods.
Full Transcript
تحديد بدائيات النوى IDENTIFICATION OF PROKARYOTES التصنيف TAXONOMY The study and grouping of organisms دراسة وتجميع الكائنات الحية Three separate but interrelated areas ث?ثة مجا=ت منفصلة ولكن مترابطة Identification ت...
تحديد بدائيات النوى IDENTIFICATION OF PROKARYOTES التصنيف TAXONOMY The study and grouping of organisms دراسة وتجميع الكائنات الحية Three separate but interrelated areas ث?ثة مجا=ت منفصلة ولكن مترابطة Identification تعريف Process of characterizing organisms عملية توصيف الكائنات الحية Classification تصنيف Arrangement of organisms into groups ترتيب الكائنات الحية في مجموعات Nomenclature التسميات Assignment of a specific name تخصيص اسم محدد TAXONOMY التصنيف ولي للكائنات الحية الدقيقة إلى تصنيفهاR يؤدي التحديد ا Initial identification of microorganisms results in their classification Based on evolutionary relationships بناء على الع?قات التطورية التعرف على الكائنات الحية Identification of microorganisms in particular الدقيقة على وجه الخصوص تظل البيئات مهم environments remains important e.g., Microbial contaminants can spoil food e.g., Identification of microbes present in a clinical patient is important in determining treatment يكروبية أن تفسد الطعامa يمكن للملوثات ا،ثالa على سبيل ا ريض السريري مهم في تحديد الع?جaوجودة في اaيكروبات اa تحديد ا،ثالa على سبيل ا تحديد هوية بروكاريوت PROKARYOTE IDENTIFICATION Various techniques are employed to characterize and identify microorganisms يتم استخدام تقنيات مختلفة لتوصيف وتحديد الكائنات الحية الدقيقة Phenotypic characteristics ظهريةa الخصائص ا Microscopic morphology جهريa التشكل ا Metabolic differences يضيةR ا=خت?فات ا Serology مصالR ا Fatty acid analysis حماض الدهنيةR تحليل ا Genotypic characteristics الخصائص الوراثية Nucleic acid probes DNA amplification مجسات الحمض النووي تضخيم الحمض النووي rRNA sequencing تسلسل الرنا الريباسي ظهريةaالخصائص ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS جهريaالتشكل ا Microscopic morphology Size and shape الحجم والشكل Readily determined by microscopic examination of a wet mount جهري للتركيبة الرطبةa يتم تحديده بسهولة عن طريق الفحص ا Can determine whether the microbe is a prokaryote, fungus, or protozoan واليR أو ا، أو الفطريات،يكروب هو بدائيات النوىa يمكن تحديد ما إذا كان ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Size and shape Often sufficient for clinical ، غالبا ً ما تكون كافية للتشخيص السريري diagnosis e.g., بيضات فيaشعرات مقابل اa ا،ثالaعلى سبيل ا هبليةaفرازات اyا Trichomonas vs. Candida in vaginal secretions ستديرة فيa بيض الدودة ا،ثالa على سبيل ا e.g., Roundworm eggs in البراز stool Size, shape, and other features often sufficient for identification خرى غالبا ما تكون كافيةRيزات اa الحجم والشكل وا ً لتحديد الهوية PHENOTYPIC CHARACTERISTICS لتصقة ببعضها البعض بعدa الخ?يا ا ا=نشطار الثنائي غالبا ما تشكل Microscopic morphology ترتيبات مميزة Cell groupings مجموعات الخ?يا Cells adhering to one another following binary fission often form characteristic arrangements e.g., Neisseria gonorrhoeae typically displays a diplococcus arrangement مزدوجا ً تظهر النيسرية البنية عادة ترتيبًا،ثالa على سبيل ا e.g., Most Streptococcus species form long chains e.g., Most Staphylococcus species form grapelike clusters e.g., Sarcina species for cubical packets كورات العقدية س?سل طويلةa تشكل معظم أنواع ا،ثالa على سبيل ا كورات العنقودية مجموعات تشبهa تشكل معظم أنواع ا،ثالa على سبيل ا العنب كعبةa للحزم اSarcina أنواع،ثالa على سبيل ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Cell groupings مجموعات الخ?يا Cells adhering to one another لتصقة ببعضها البعض بعد ا=نشطارa الخ?يا ا following binary fission often الثنائي غالبا ما تشكل ترتيبات مميزة form characteristic arrangements e.g., Neisseria gonorrhoeae النيسرية البنية،ثالa على سبيل ا typically displays a diplococcus مزدوجا ً يعرض عادةً ترتيبًا arrangement e.g., Most Streptococcus species form long chains e.g., Most Staphylococcus species form grapelike clusters e.g., Sarcina species for cubical packets كورات العقدية س?سل طويلةa تشكل معظم أنواع ا،ثالa على سبيل ا كورات العنقودية مجموعات تشبه العنبa تشكل معظم أنواع ا،ثالa على سبيل ا كعبةa للحزم اSarcina أنواع،ثالa على سبيل ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Gram stain Differential stain التمييز ب| البكتيريا إيجابية الجرام وسالبة distinguishing between الجرام gram-positive and gram-negative bacteria Narrows possible identities of an organism حتملة للكائن الحيa يضيق الهويات ا Excludes many possibilities يستبعد العديد من ا=حتما=ت Generally insufficient alone for diagnosis عموما غير كافية وحدها للتشخيص e.g., E. coli and Salmonella gram stains look alike شريكيةy تشابه بقع ا،ثالa على سبيل ا ?ونيaالقولونية والسا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Gram stain Sometimes highly suggestive of حيان توحي بشدةR في بعض ا |بوجود كائن حي دقيق مع a particular microorganism e.g., Gram-negative rods in urine العصيات سالبة الجرام في البول،ثالa على سبيل ا E. coli UTI ← → E. coli UTI e.g., Gram-positive encapsulated غلفةaكورات الثنائية اa ا،ثالa على سبيل ا diplococci and numerous white إيجابية الجرام والعديد من خ?يا الدم البيضاء blood cells in sputum في البلغم ← العقدية الرئوية → Streptococcus pneumoniae Sometimes enough for complete diagnosis حيان يكفي للتشخيص الكاملR في بعض ا e.g., Gram-negative diplococci clustered in white blood cells of male urethral secretions → Neisseria gonorrhoeae تجمعة في خ?يا الدمaكورات الثنائية سلبية الجرام اa ا،ثالa على سبيل ا البيضاء في إفرازات مجرى البول الذكورية ← النيسرية البنية PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Special stains البقع الخاصة Some microbes have يكروباتa تتمتع بعض ا unique characteristics بخصائص فريدة يمكن that can be detected اكتشافها بإجراءات صبغ خاصة with special staining procedures تعتبر بكتيريا،ثالa على سبيل ا Filobasidiella e.g., Filobasidiella (Cryptococcus) neoformans is one of a few (Cryptococcus) neoformans types of capsule-forming yeast نواع القليلة من الخميرةRواحدة من ا التي تشكل الكبسولة Capsule stain on cerebrospinal fluid is diagnostic for cryptococcal meningitis وجودة على السائل النخاعي تشخيصية =لتهاب السحاياa تعتبر وصمة الكبسولة ا ستخفياتaبا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Microscopic morphology Special stains Some microbes have unique characteristics that can be يكروبات بخصائص فريدة يمكنaتتمتع بعض ا detected with special staining procedures اكتشافها بإجراءات صبغ خاصة e.g., Mycobacterium تمتلك،ثالa على سبيل ا species possess cell تفطرة جدرانًاaأنواع ا walls with a high lipid خلوية تحتوي على نسبة عالية من الدهون content Acid-fast stain on قاومةa تعتبر البقع ا sputum is diagnostic للحمض على البلغم بمثابة for tuberculosis رض السلa تشخيص PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Colony morphology Colonies can exhibit يمكن للمستعمرات أن تظهر اخت?فات مجهرية macroscopic Pseudomonas aeruginosa differences e.g., Colonies of streptococci generally form fairly small colonies كورات العقدية عمو ًما مستعمرات صغيرة إلى حد ماa تشكل مستعمرات ا،ثالa على سبيل ا e.g., Colonies of Serratia marcescens produce a pigment تنتج،ثالa على سبيل ا مستعمرات السراتية الذابلة and are often red when incubated at 22oC صبغة وغالبًا ما تكون حمراء عند e.g., Colonies of Pseudomonas aeruginosa often produce 22 حضنها عند درجة حرارة a soluble greenish pigment.درجة مئوية Pseudomonas غالبًا ما تنتج مستعمرات،ثالa على سبيل ا صبغة خضراء قابلة للذوبانaeruginosa PHENOTYPIC CHARACTERISTICS يضيةRا=خت?فات ا Metabolic differences Culture characteristics خصائص الثقافة Selective and differential media can aid in the identification of microbes يكروباتa يمكن للوسائط ا=نتقائية والتفاضلية أن تساعد في تحديد ا Selective media favors the growth of certain types of microbes يكروباتa تفضل الوسائط ا=نتقائية نمو أنواع معينة من ا by inhibiting the growth of others عن طريق تثبيط نمو أنواع أخرى Differential media contains a substance that certain bacteria change in a recognizable way تحتوي الوسائط التفاضلية على مادة تتغير فيها بعض البكتيريا بطريقة يمكن التعرف عليها PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences يضيةRا=خت?فات ا Culture characteristics خصائص الثقافة MacConkey agar is both أجار ماكونكي هو أجار selective and differential انتقائي وتفاضلي Bile salts and dyes inhibit صباغ الصفراوية على تثبيطRم?ح واR تعمل ا all but certain gram- جميع العصيات السالبة لجرام ما عدا بعض أنواعها negative rods “Selective” "انتقائية القادرة على Acid produced by bacteria able to ferment lactoseالبكتيريا الذي تنتجه will turn a pH الحمض تخمير ال?كتوز سوف يحول مؤشر الرقم indicator red and form red colonies حمر ويشكلRالهيدروجيني إلى اللون ا “Differential” " "التفاضلي مستعمرات حمراء PHENOTYPIC CHARACTERISTICS يضيةRا=خت?فات ا Metabolic differences Culture characteristics خصائص الثقافة Blood agar can be used to detect يمكن استخدام أجار الدم للكشف عن البكتيريا نتجة للدمaا bacteria producing hemolysins e.g., Harmless Streptococcus العقدية غير الضارة،ثالa على سبيل ا species residing in the throat often وجودة في الحلق انح?ل الدمaنواع اRغالبًا ما تسبب ا cause alpha-hemolysis ألفا Greenish clearing around colonies ستعمراتa مساحات خضراء حول ا e.g., “Strep throat”-causing الذي- " "التهاب الحلق،ثالaعلى سبيل ا Streptococcus pyogenes causes قيحة ويؤدي إلىaكورات العقدية اaيسبب ا beta-hemolysis انح?ل الدم بيتا Clear zone around colonies ستعمراتa منطقة واضحة حول ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Culture characteristics Media lacking nitrogen can be used to detect nitrogen-fixing bacteria يمكن استخدام الوسائط التي تفتقر إلى النيتروج| للكشف عن e.g., Azotobacter |ثبتة للنيتروجaالبكتيريا ا يمكن،ثالa على سبيل ا can be identified التعرف على البكتيريا from soil samples اˆزوتوباكتر من عينات incubated حتضنة هوائ ًيا فيaالتربة ا aerobically on مثل هذه الوسائط such media PHENOTYPIC CHARACTERISTICS يضيةRا=خت?فات ا Metabolic differences Biochemical tests ا=ختبارات البيوكيميائية Generally necessary for more conclusive identification ضروري بشكل عام لتحديد هوية أكثر حسما Most rely on pH indicator or color change when a compound is degraded ركبa يعتمد معظمها على مؤشر الرقم الهيدروجيني أو تغير اللون عند تحلل ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests ا=ختبارات البيوكيميائية Sugar fermentation تخمير السكر ال?كتوز،ثالa على سبيل اe.g., Lactose, sucrose,. وما إلى ذلك،والسكروز والجلوكوز glucose, etc. يؤدي التخمير إلى Fermentation results in إنتاج الحمض acid production يتغير لون مؤشر الرقم الهيدروجينيpH indicator changes color Pink → yellow صفرR الوردي → ا Inverted tube (Durham tube) collects any gas produced أنبوب مقلوب )أنبوب دورهام( يجمع أي غاز يتم إنتاجه PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests Urease detection كشف اليوريا Enzyme degrading urea |هa إنزيم اليوريا ا Urea → CO2 & NH3 NH3 اليوريا ← ثاني أكسيد الكربون و pH indicator turns يتحول مؤشر الرقم الهيدروجيني bright pink in alkaline إلى اللون الوردي الفاتح في الظروف القلوية conditions Helicobacter pylori can be detected using a breath test يمكن الكشف عن بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري باستخدام اختبار التنفس PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests Urease detection يمكن الكشف عن بكتيريا Helicobacter pylori can be detected using a هيليكوباكتر بيلوري باستخدام breath test اختبار التنفس Causative agent of most stomach ulcers عدةaعظم قرح اa سببaالعامل ا Culturing not necessary زراعة ليست ضرورية ريض محلول يحتويaيشرب ا Patient drinks solution containing 14C-labeled urea C يوريا ذات ع?مة14 على 14C in expired are indicates presence of urease درجة مئوية منتهية الص?حية تشير إلى وجود اليوريا14 PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests Catalase الكات?ز Commonly occurring enzyme نزيم الشائعy ا Possessed by most bacteria growing in the presence of oxygen |كسجR تمتلكها معظم البكتيريا التي تنمو في وجود ا Absent in lactic acid bacteria غائب في بكتيريا حمض ال?كتيك e.g., Streptococcus العقدية،ثالa على سبيل ا Beta-hemolytic catalase-negative bacteria from a throat culture may be Streptococcus pyogenes أخوذة منa قد تكون البكتيريا سالبة الكاتا=ز الحالة للدم بيتا ا Streptococcus pyogenes مزرعة الحلق عبارة عن بكتريا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests Catalase Simple assay فحص بسيط H2O2 → H2O & O2 O2 bubbles are visible فقاعات مرئيةO 2 PHENOTYPIC CHARACTERISTICS يتم التعرف على الكائنات الحية Organisms are identified using a باستخدام مفتاح ثنائي dichotomous key عادةً ما تكون هناك Multiple biochemical and other حاجة إلى اختبارات tests are typically required كيميائية حيوية متعددة واختبارات أخرى Multiple tests are generally run concurrently Avoids waiting for incubation time يتم عمو ًما إجراء for each test اختبارات متعددة بشكل متزامن تجنب انتظار وقت الحضانة لكل اختبار PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Metabolic differences Biochemical tests التعدي?ت التجارية ل?ختبارات البيوكيميائية التقليدية Commercial modifications of traditional biochemical tests e.g., APITM system, EnterotubeTM PHENOTYPIC CHARACTERISTICS مصالRا Serology يمكن للبروتينات والسكريات Proteins and polysaccharides of some bacteria can وجودة في بعض البكتيرياaا function as identifying markers أن تعمل كع?مات تعريف Generally molecules on surface structures عموما جزيئات على الهياكل السطحية e.g., Cell wall, glycocalyx, flagella, pili شعارR وا، والسوط، والجليكالوكسي، جدار الخلية،ثالa على سبيل ا Detection is based upon the ويستند الكشف على specific interaction between ضادةaجسام اRتفاعل محدد ب| ا ستضداتaوهذه ا antibodies and these antigens e.g., Rapid detection of Streptococcus pyogenes الكشف السريع،ثالa على سبيل ا قيحةaكورات العقدية اaعن ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS حماض الدهنيةRتحليل ا Fatty Acid Analysis Bacteria differ in the type and relative quantity of fatty acids that comprise their membranes تختلف البكتيريا في النوع والكمية النسبية ل حماض الدهنية التي تتكون منها أغشيتها Can function as an identifying marker يمكن أن تعمل كع?مة تعريف تمتلك البكتيريا سالبة الجرام Gram-negative bacteria possess fatty acids in both of their membranes أحماض دهنية في ك? أغشيتها Gram-positive bacteria possess only a single membrane تمتلك البكتيريا إيجابية الجرام غشا ًء واح ًدا فقط PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Fatty Acid Analysis حماض الدهنيةRتحليل ا Cells are treated with NaOH and methanol يثانولa واNaOH تتم معالجة الخ?يا باستخدام Fatty acids are released and converted into methyl esters Methyl esters حماض الدهنيةR يتم إط?ق ا يثيل عنa تحليل استرات ا يثيلaوتحويلها إلى استرات ا analyzed via gas طريق الفصل اللوني للغاز chromatography Profile compared to those of known species مقارنة تلك الخاصة عروفةaنواع اRبا GENOTYPIC CHARACTERISTICS Nucleic acid probes مجسات الحمض النووي Used to locate unique sequences تستخدم لتحديد تسلس?ت فريدة من نوعها Single-stranded DNA (or RNA) (فرد الذي تقطعت به السبل )أو الحمض النووي الريبيaالحمض النووي ا Generally labeled (radioactive or fluorescent) (مصنف بشكل عام )مشع أو فلورسنت Complementary to the sequence of interest تسلسل مكمل للفائدة Observe and identify intact microorganisms مراقبة وتحديد الكائنات الحية الدقيقة السليمة Fluorescence in situ hybridization (FISH) (FISH) وقعaالتهج| الفلوري في ا Observe and identify samples مراقبة وتحديد العينات Generally preceded by DNA amplification يسبقه عموما تضخيم الحمض النووي PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Polymerase chain reaction تسلسلaتفاعل البوليميراز ا Amplifies specific nucleotide sequences يعمل على تضخيم تسلس?ت نيوكليوتيدات معينة DNA can be obtained from many sources يمكن الحصول على الحمض النووي من عدة مصادر e.g., Body fluids, soil, food, water, etc. وما إلى ذلك،اءa وا، والغذاء، والتربة، سوائل الجسم،ثالaعلى سبيل ا Useful in detecting microbes present in extremely small numbers يكروباتaمفيد في الكشف عن ا Useful in detecting microbes that are difficult to culture وجودة بأعداد صغيرة للغايةaا Amplified DNA can be analyzed يكروبات التي يصعب زراعتهاaمفيد في الكشف عن ا ضخمaيمكن تحليل الحمض النووي ا PHENOTYPIC CHARACTERISTICS Polymerase chain reaction Procedure DNA is isolated, then denatured يتم عزل الحمض النووي ثم تغيير طبيعةه Complementary primers are يتم إطالة البادئات التكميلية lengthened DNA is doubled يتم مضاعفة الحمض النووي Repeat ~30 times مرة30 ~ كرر GENOTYPIC CHARACTERISTICS Polymerase chain reaction Procedure DNA is isolated, then denatured ثم التشويه،يتم عزل الحمض النووي Complementary primers are lengthened يتم إطالة البادئات التكميلية DNA is يتم مضاعفة doubled الحمض النووي Repeat ~30 times GENOTYPIC CHARACTERISTICS Sequencing ribosomal RNA genes موجودة فيrRNAs ث?ثة Three rRNAs present in 70S bacterial ribosomes 70S الريبوسومات البكتيرية 5S, 16S, and 23S Evolutionarily highly جينات محفوظة بدرجة عالية من الناحية التطورية conserved genes Variable regions are used يتم استخدام مناطق متغيرة to identify an organism لتحديد هوية الكائن الحي Particularly useful in identifying microbes that are difficult to culture مفيد بشكل خاص في تحديد يكروبات التي يصعب زراعتهاaا GENOTYPIC CHARACTERISTICS