Biodegradacja, biofilm, bioreaktor
Biodegradacja- proces biochemicznego rozkładu związków organicznych przez organizmy żywe na prostsze składniki chemiczne. Przeciwieństwem do procesu biodegradacji jest proces mineralizacji. Biodegradacja stosowana jest najczęściej w stosunku do substancji szkodliwych takich jak np. pestycydy.
Zastosowanie biodegradacji:
- biologiczne oczyszczalnie ścieków
- stawy biologiczne
Biofilm - jest to forma skumulowanych bakterii, grzybów i innych mikroskopijnych organizmów w postaci cienkich osadów tworzących się na powierzchniach, które mają kontakt z niesterylną wodą lub innymi płynami. Biofilmy mogą powstawać we wszystkich środowiskach. Znaczenie biofilmów dla człowieka może być pozytywne lub negatywne w zależności od miejsca powstawania i składu gatunkowego.
Pozytywne znaczenie biofilmów:
- degradacja zanieczyszczeń organicznych gleby i wód
Negatywne znaczenie biofilmów:
- tworzenie się nazębnej płytki bakteryjnej w konsekwencji prowadzącej do próchnicy
- choroby prostaty, nerek, gruźlic
- infekcje ucha środkowego
- powodują zanieczyszczenie soczewek kontaktowych, cewniki, sztuczne implanty. Są przyczyną wielu zakażeń szpitalnych
Bakterie tworzące biofilm:
- Staphylococcus epidermidis
- Pseudomonas aeruginosa
- Escherichia coli
- Enterococcus faecalis
Najnowocześniejsze techniki skaningowe oraz laserowe, które umożliwiają przecięcie przekrojowe powierzchni ziemi pozwalają na analizę każdej warstwy z osobna. Dzięki temu zabiegowi możliwe jest ustalenie procesu powstawania i budowy biofilmów.
Najważniejsze informacje dotyczące budowy biofilmów:
- mikroorganizmy, które tworzą biofilmy rosną w mikrokoloniach
- spośród całej masy kolonii bakterie lub inne mikroorganizmy zajmują jedynie 30% całości, reszta to pozakomórkowa matrix, która spala organizmy oraz inne substancje
- biofilmy to agregaty mikrokolonii, które odseparowane są od siebie kanałami przez które przepływa woda dostarczająca substancji odżywczych koloniom i usuwająca resztki przemiany materii
- do zróżnicowania chemicznego środowiska kolonii przyczynia się rozrost mikrokolonii, to z kolei umożliwia współistnienie różnych gatunków i stadiów metabolicznych bakterii
Biofilmy a antybiotyki:
Bakterie, które tworzą biofilmy są o wiele bardziej odporne na działanie antybiotyków. Przykładem jest penicylina, która penetruje biofilm. Rozkładana jest ona przez beta-laktamazy. One z kolei degradują antybiotyk o wiele szybciej niż jest on w stanie dostać się do głębszych warstw biofilmu. Gdy jednak antybiotyk nie zostanie rozłożony w czasie wędrówki przez biofilm to współistnienie bakterii replikujących i niereplikujących zapewni przetrwanie mikrokolonii. Bakterie niereplikujące przetrwają działanie antybiotyku i dadzą początek nowej kolonii.
http://laboratoria.net/baza-wiedzy/biotechnologia-podstawy/20099.html