บทนำเเบคทีเรียวิทยา สัณฐานวิทยา เเละการจัดจำเเนกของเเบคทีเรีย

1. พิษณุ ดวงกระโทก
Bacteriology เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการจาแนกและการจัดหมวดหมู่ของแบคทีเรีย ศึกษาโครงสร้าง สรีระ
วิทยา สารพันธุกรรม และการก่อโรคของแบคทีเรีย
Antonie van Leeuwenhoek เป็นบิดาจุลชีววิทยา พัฒนา “simple microscope” (270x) ต่อจาก Robert
Hooke’s Microscope
การจัดจาแนกมีดังนี้
Bacterial nomenclature ตั้งชื่อตามคณะกรรมการ International Committee on Systematics of
Prokaryotes
Shape, property : Staphylococcus aureus (กลม คล้ายองุ่น สีเหลืองอ่อน มันวาว นูน ทึบแสง แกรม+)
Escherichia coli (แท่ง colony สีชมพู แกรม-)
Habitat : Streptococcus oralis (เส้นสาย กลม ช่องปาก)
Disease : Streptococcus pneumoniae (ปอดอักเสบ)
Scientist : Yersinia spp. (Dr. Alexandre Yersin) (ชื่อผู้ค้นพบ)
Endemic area : Burkholderia thailandiensis (ประเทศไทย)
องค์กรที่ทาการเก็บเชื้อเพื่อศึกษา
1. American Type Culture Collection (ATCC), USA
2. National Collection of Type Culture (NCTC),United Kingdom
3. Collection de I’Institut Pasteur (CIP), France
เราจะศึกษาตั้งแต่ระดับ Family ลงไป
Family คาลงท้ายคือ ……aceae
จาแนกจาก
คุณสมบัติทางชีวภาพ สายพันธุ์ภายในสปีชีส์ (strain)

2. พิษณุ ดวงกระโทก
Characteristics of Eukaryotes and Prokaryotes
S=10-13
วินาที
Phenotypic identification (การระบุจากลักษณะภายนอก)
คุณลักษณะของ Microscopic
1. ย้อมแกรม
2. Size (~1 micrometre)
3. Shape (Bacillus วัดขนาดจาก กว้างxยาว , Spiral , Coccus วัดขนาดจากเส้นผ่านศูนย์กลาง)
4. การจัดเรียงตัว (cluster , chain , diplococci)
ถ้าเห็นวงใสๆ คือ สปอร์
แบคทีเรียจะอยู่เป็น colony มีการแบ่งจาก 1 เป็น 2 บนแผ่นวุ้น สามารถจาแนกได้จาก ขนาด รูปร่าง (circular,
irregular, filamentous, or spindle) บริเวณขอบของ colony (smooth, wavy, filamentous) พื้นผิว (smooth,
wrinkled=รอยย่น, rough) สี ความโปร่งแสง (translucent=โปร่งใส or opaque=ทึบแสง) การยกตัว (flat,
raised,convex=นูน) ความหนืด เนื้อสัมผัส
สร้างพลังงานที่ cell membrane

3. พิษณุ ดวงกระโทก
ขั้นตอนการย้อมแกรม
คุณสมบัติทางชีวภาพ
1.ความต้องการ O2
aerobic bacteria → ต้องการ O2 เท่านั้น
facultative anaerobic bacteria → มีหรือไม่มี O2 ก็ได้
microaerophilic bacteria (5-10% O2) → ต้องการ O2 น้อยๆ เท่านั้น
anaerobic bacteria → ห้ามมี O2
2.อุณหภูมิ 3. ระยะเวลาที่ใช้แบ่งตัว
➔ นาแบคทีเรียมากระจายตัว
➔ ทาให้เกิดเป็น complex
➔ Acetone + Alcohol ทาให้ peptidoglycan หดตัว
ซับให้แห้ง
แกรมบวก ติดสีม่วง peptidoglycan หนา
แกรมลบ ติดสีแดง peptidoglycan บาง

4. พิษณุ ดวงกระโทก
4.ความต้องการสารอาหาร
microplasma ต้องเติม stirrer
5.ปัจจัยอื่นๆ
halophilic bacteria : high salt concentration osmophilic bacteria : high osmotic pressure
acidophilic bacteria : high acidic condition alkaliphilic bacteria : high basidic condition
6.ความสามารถในการเคลื่อนที่ (ส่วนใหญ่ใช้ flagella)
ใช้วุ้นกึ่งแข็งในการทา motility test
Genotypic identification (การจาแนกโดยใช้สารพันธุกรรม)
Molecular techniques เช่น DNA sequencing Phylogenetic Tree (ความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ)
ประเภทของอาหารเลี้ยงเชื้อ
Agar -> เป็นอาหารแข็ง มี % วุ้นมากที่สุด ใช้ดูการกระจายตัวและความต่างของ colony
Broth -> เป็นอาหารเหลว ช่วยในการเจริญ
semi-solid -> กึ่งแข็ง ใช้ทดสอบการเคลื่อนที่
biphasic medium -> อาหารผสม (บนเหลว ล่างแข็ง) ช่วยในการเจริญ และดูความแตกต่างของ colony เมื่อเท
ของเหลวทิ้ง
ประเภทของอาหารเลี้ยงเชื้อจาแนกตามสารอาหาร
1. Plain media → for most non-fastidious bacteria
2. Differential media → มีอาหารเฉพาะตัวใดตัวหนึ่ง ใช้แยกความแตกต่างระหว่างแบคทีเรีย 2 ชนิด
3. Enrichment media → liquid media contains inhibitory substances for normal flora
normal flora คือเชื้อประจาถิ่น
4. Selective media → solid media promotes the growth of interested bacteria (same as enrichment media)
5. Enriched media → complete medium composed of blood, serum, or egg yolk to promote the growth of
fastidious bacteria
6. Transport media → ใช้เก็บเชื้อในระหว่างการขนส่ง
โครงสร้างของแบคทีเรีย
Nucleoid
เป็นที่อยู่ของสารพันธุกรรม ไม่มีเยื่อหุ้ม ประกอบด้วย DNA วงแหวน 1 ชุด(n) แบคทีเรียบางชนิดจะลาเลียงสาร
พันธุกรรมจากภายนอกเข้ามา กลายเป็น plasmid
เชื้อที่เคลื่อนที่ได้ สีจะขุ่น
แยกให้ออก

5. พิษณุ ดวงกระโทก
สารพันธุกรรมจากภายนอกอาจเข้ามาในรูปแบบต่างๆ ดังนี้
Plasmid เป็น extrachromosomal DNA ส่วนใหญ่เป็น circular DNA สามารถจาลองตัวเอง
Transposable element เป็น linear double strand DNA พบทั้งบนโครโมโซม และ plasmid การเคลื่อนที่จะอาศัย
เอนไซม์ transposase ไปตัดสาย DNA บริเวณจาเพาะ
Intregon คล้าย transposable element ตรงที่เป็น linear double strand DNA แต่ส่วนประกอบจะแตกต่างออกไป
ได้แก่ integrase gene
Bacteriophage นาสารพันธุกรรมเข้าผ่านไวรัสของแบคทีเรีย
Cytoplasm
มีโครงสร้างไม่ซับซ้อน ไม่มี organelle ที่มีเยื่อหุ้ม มี 70S ribosome (50S+30S)
Cell membrane
เป็น phospholipid bilayer ที่มีกรดไขมันกับโปรตีนแทรก ทาหน้าที่ควบคุม permeability
Cell Wall
ทาหน้าที่ปกป้องเซลล์ และป้องกันการแตกจากแรง osmotic มีสารพวก peptidoglycan, a polymer of
polysaccharides cross-linked by short peptides
Peptidoglycan ประกอบด้วย 3 ส่วน
1. polysaccharide → N-Acetylglucosamine (NAG) + N-acetylmuramic acid (NAM) (เบต้า-1,4 linkage) →
เป็น backbone
ยาปฏิชีวนะที่มี เบต้า-lactams ring สามารถยับยั้ง peptide bridge ได้
Cell wall of gram positive bacteria
ส่วนใหญ่เป็น Peptidoglycan ประกอบด้วย Teichoic acid และ Teichuronic acid
Teichoic acid -> ribitol teichoic acid link to NAM of cell wall
lipoteichoic acid link to glycolipid of cell membrane
Teichuronic acid -> D-glucuronic acid
N-acetyl-mannosaminuronic acid
อ่านเพิ่ม https://www.biomed.in.th/bacterial-mobile-genetic-elements/
2.
3.

6. พิษณุ ดวงกระโทก
Cell wall of gram negative bacteria
มี peptidoglycan บาง ,อ่อนแอกว่าแกรมบวก ส่วน outer membrane ประกอบด้วย phospholipid (inside) ,
lipopolysaccharide (LPS) (outside)
Lipopolysaccharide (LPS)
ส่วน Glycolipid พบเฉพาะในแบคทีเรียแกรมลบ
แบคทีเรียสร้างสารพิษออกมา เป็นสาเหตุของโรค endotoxemia ส่งผลต่อการแข็งตัวของเลือดในหลอดเลือด
→ มี 3 องค์ประกอบ
Lipid A อยู่ใน outer membrane (cytotoxic): sugar phosphate link with long chain fatty acid
core polysaccharide→ทะลุผ่านไปนอกเซลล์, chain of sugar molecules (แกรมลบมีเหมือนกันหมด), link to
O -specific antigen
*O-specific antigen→ทะลุผ่านไปนอกเซลล์, short chain of repeated sugar molecules (แกรมลบแต่ละตัว
แตกต่างกัน) with specific antigenic properties ใช้ในการจัดจาแนกเชื้อ
L-form bacteria
ไม่มี cell wall เนื่องจากถูกยับยั้งการสังเคราะห์ peptidoglycan โดย mutation, drugs , environment or by nature
สามารถมีชีวิตและเพิ่มจานวนในสิ่งแวดล้อมที่มีความดันออสโมติกเหมือนกับภายในเซลล์ และสามารถกลับไป
เป็นเซลล์ปกติได้ ต่อต้านยาปฏิชีวนะกลุ่ม เบต้า-lactam
Flagella
Compose of flagellin protein, ยื่นออกจาก cell membrane ทาหน้าที่ช่วยในการเคลื่อนที่
รูปแบบของ Flagella
1. Monotrichous
2. Lophotrichous
3. Amphitrichous (Amphilophotrichous ≥ 2 )
4. Peritrichous
แกรมบวก
แกรมลบ

7. พิษณุ ดวงกระโทก
Pili or fimbriae
short hair composed of Pilin or fimbrillin protein, ยื่นออกจาก cell membrane, ในแกรมลบ 1 cell มี 1-100 pili ใช้
เกาะกับ host ส่วน sex pili ใช้ conjugation
Capsule
ส่วนใหญ่เป็น polysaccharide ยกเว้น protein capsule of B. anthracis มีบทบาทในการป้องกันเซลล์จาก
สิ่งแวดล้อมที่แย่, การยึดของเซลล์, ยับยั้ง phagocytosis และต้านทานต่อการป้องกันของโฮสต์, มี antigen ที่
เฉพาะ เช่น K antigen (epidemiology, bacterial identification)
Spore
ประกอบด้วย dipicolinic acid สร้างเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่แย่ ,มีอัตรา metabolic ต่า ,Thick shell resist to
strong environment
ในทางการแพทย์มี 2 จีนัส คือ
Bacillus (ต้องมี O2 ในการสร้าง spore) Clostridium (ต้องไม่มี O2 ในการสร้าง spore)
Vegetative cell: เซลล์ปกติของแบคทีเรีย
ขั้นตอนในการวินิจฉัย
ღღღღღღღღღღღღღღღღღღღღღ