mikrobiologi

Der findes forskellige typer af mikroskopi, fx lys, fasekontrast eller fluorescensmikroskopi, scanning eller transmissions-elektronmikroskopi. De forskellige typer af mikroskopi anvendes til at studere mikroorganismerne på forskellige skalaer og med forskellig detaljeringsgrad. Mikroskopi kan også anvendes til at opgøre antallet af mikroorganismer i fx en jord eller vandprøve.

Dyrkningsteknikker involverer dyrkning af mikroorganismer i kunstige flydende eller faste medier i et laboratorie. Teknikkerne kan benyttes til at studere mikroorganismernes vækst, metabolisme og genetik. Desuden kan de anvendes til at isolere og kvantificere mikroorganismer, som kan dyrkes fra alle mulige naturlige prøver, som jord, vand, planter og dyr, inklusive mennesker.

Molekylære teknikker involverer analyser af mikroorganismernes genetiske materiale, såvel DNA som RNA. Disse teknikker, som inkluderer DNA-sekventering og PCR (polymerase chain reaction), kan anvendes til at klassificere mikroorganismer og til at studere deres genetiske sammensætning og evolution. Desuden kan de bruges til direkte at studere mikroorganismernes antal og sammensætning i alle mulige forskellige former for prøver ved at oprense DNA fra prøverne og karakterisere det ved hjælp af sekventering, de såkaldte eDNA-teknikker.

Biokemiske teknikker involverer analyse af mikroorganismers biokemiske sammensætning, deres produktion af metabolitter og enzymer. Teknikkerne kan anvendes til at identificere og klassificere mikroorganismer og til at studere deres metabolisme og fysiologi. Dette vil ofte ske i et samspil med molekylære teknikker for at forstå samspillet mellem gener og funktioner. Desuden kan biokemiske teknikker benyttes til at estimere forekomsten af mikroorganismer i miljøet ved at isolere og kvantificere kemiske forbindelser, som er særligt knyttet til mikroorganismer.

Produktion af mælkeprodukter som ost og yoghurt har været en del af menneskernes liv gennem hele historien. I dag ved vi, at mælkesyrebakterier og svampe er ansvarlige både for holdbarhed og smag i den slags produkter på grund af fermentering. Det samme gælder øl- og vinproduktion, hvor fermentering hos bestemte gærarter fører til alkoholproduktion, som ved ca. 17 % standser gærens vækst og fermentering.

Moderne bioteknologi er baseret på genteknologi samt indgående viden om mikroorganismer, især bakterier og nogle svampe. Ved hjælp af genteknik og metoder i molekylærbiologi er det muligt at sætte fremmede gener ind i fx en bakterie eller i gær og få denne til at producere proteinet, som genet koder for. Et eksempel på dette er humant insulin, som nu produceres industrielt i stor skala ved hjælp af gærceller, der har fået indsat genet for insulin. Mange typer antibiotika og andre forbindelser som aminosyrer, polyamid, cellulose og opløsningsmidler som acetone og butanol produceres også industrielt i store mængder ved hjælp af bakterier.

Foruden at de selv producerer flere nyttige stoffer, kan mikroorganismer også bruges til at nedbryde forskellige forbindelser i omgivelserne. Denne egenskab er en vigtig del af processerne i renseanlæg for vand og kloak samt når det gælder at fjerne uønskede organiske forbindelser, fx fra industrien. Dette kaldes bioremediering.