Name: measuring bacterial resistance with e-tests
Uploaded: 2023-04-30T07:10:10.000Z
Duration: 13 min 39 s
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From Molecules To Organisms: Structures And Processes

HS-LS1-8

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Antibiotic Susceptibility Testing: Epsilometer Tests to Determine MIC Values of Two Antibiotics and Evaluate Antibiotic Synergy

1. Pruebas de epsiómetro (pruebas E)
<ol><li>
Configuración
	<ol>
<li>Use guantes y un abrigo de laboratorio</li>
		<li>Preparar el espacio de trabajo esterilizando con 70% de etanol</li>
		<li>Recoger placas de agar Mueller-Hinton (placas MHA)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de un estándar de turbidez de McFarland No. 0.5
	<ol>
<li>Preparar una solución al 1% de cloruro de bario (BaCl2): Añadir 1 gramo de cloruro de bario anhidro (BaCl2) en 100 ml de agua destilada. Vórtice bien.</li>
		<li>Preparar una solución al 1% de ácido sulfúrico (H2SO4): Añadir 1 mL de concentrado H2SO4 en 99 mL de agua destilada. Vórtice bien.</li>
		<li>Preparar un estándar de turbidez de McFarland No. 0.5: 50 L BaCl2 solución en 5 ml de 1% H2SO4 solución. Vortex la solución bien para obtener una suspensión turbia.</li>
		<li>Mantenga el estándar de turbidez De McFarland No. 0.5 en un tubo cubierto de papel de aluminio. Conservar a 25oC durante un máximo de 6 meses. Vórtice bien a una solución homogénea antes de su uso.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de placas MHA
	<ol>
<li>Raspar Streptococcus grupo G bacterias de la placa de agar de la sangre utilizando un lazo estéril. Mezclar en 1 ml de salina, y vórtice a una suspensión de la bacteria.</li>
		<li>Compare la suspensión con un estándar McFarland No. 0.5 para lograr la misma turbidez con el fin de tener el mismo tamaño de inóculo durante los experimentos. Ajuste la concentración utilizando salina adicional o bacterias.</li>
		<li>Inocular las placas MHA utilizando un aplicador estéril de punta de algodón. Swab la placa suavemente para cubrir la superficie. Continúe con uno de los tres métodos descritos a continuación (1.4-1.6).</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Prueba única de resistencia a antibióticos. Streptococcus grupo G, resistencia a la penicilina G o gentamicina <ol>
<li>Coloque una tira de prueba en E (ya sea penicilina G o gentamicina) en el centro de la placa MHA(Figura 1 A,B).</li>
		<li>Incubar durante 18-20 horas, 37oC.</li>
		<li>Lea los resultados. MIC se mide como la zona de inhibición que interseca la tira de prueba de antibióticos calificada(Figura 1 C,D).</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig1.jpg"> Figura 1: Prueba E única. Colocación de una tira de prueba E de A) penicilina G y B) gentamicina en una placa de agar Mueller Hinton cubierta con colonias bacterianas de un grupo G estreptococos antes (A y B) y después (C y D) durante la noche incubación a 37oC 5% CO2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol start="5"><li>
Pruebas de sinergia entre enfoques. Streptococcus grupo G, resistencia a la penicilina G y gentamicina.<ol>
<li>Coloque dos tiras de prueba en E con diferentes antibióticos (por ejemplo, penicilina G y gentamicina) en la placa de MHA inoculada en una formación cruzada.<ol>
<li>Para obtener los resultados más precisos, el objetivo es colocar la cruz en un ángulo de aproximadamente 90o en la intersección entre las escalas en sus valores MIC, previamente determinados en una sola prueba de resistencia a los antibióticos(Figura 2 A).</li>
			<li>Tenga en cuenta que una vez que las tiras se colocan en la placa de agar, no se deben mover, ya que algunos antibióticos ya pueden haber sido absorbidos por la placa. Por lo tanto, es más apropiado mantener las tiras en un ángulo ligeramente incorrecto (por ejemplo, 85o) y hasta 1-2 mm desde el valor REAL de MIC. Se recomienda ejecutar el experimento en triplicado para reducir este problema.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Incubar durante 18-20 horas, 37oC.</li>
		<li>Lea los resultados. MIC se mide como la zona de inhibición que interseca la tira de prueba de antibióticos calificada en cada tira de prueba E respectiva(Figura 2 B).</li>
		<li>Utilice la fórmula para la concentracióninhibitoriafraccionaria (FIC) (Ecuación 1 ) con el fin de determinar la sinergia.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig2.jpg"> Figura 2: Detección de sinergismo - prueba cruzada. Resultados de las pruebas de sinergia antimicrobiana de MIC de penicilina G y gentamicina en Streptococcus grupo G antes (A) y después (B) incubación durante la noche a 37oC 5% CO2. Se forma un ángulo de 90o entre los dos valores individuales de MIC (penicilina G: 0,094 g/ml, gentamicina: 8 g/ml). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol start="6"><li>
Pruebas de sinergia enfoque no cruzado. Streptococcus grupo G, resistencia a la penicilina G y gentamicina.<ol>
<li>Coloque la tira de prueba E en el centro de la placa MHA(Figura 3 A,D).</li>
		<li>Marque dónde estaba el valor MIC previamente determinado en cada tira.</li>
		<li>Incubar durante 1 hora a temperatura ambiente.</li>
		<li>Deseche la tira de prueba E para cada placa MHA(Figura 3 B,E).</li>
		<li>Coloque la segunda tira de prueba E (que contiene un antibiótico diferente) en el área de la tira eliminada anteriormente, respectivamente, para que sus valores MIC se correspondan con la marca y estén alineados.</li>
		<li>Incubar durante 18-20 horas, 37oC.</li>
		<li>Lea los resultados. MIC se mide como la zona de inhibición que interseca la tira de prueba de antibióticos calificada en cada tira de prueba E respectiva(Figura 3 C,F).</li>
		<li>Para determinar la sinergia, se utiliza la fórmula para la concentracióninhibitoriafraccionaria (FIC) ( Ecuación 1 ).</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig3.jpg"> Figura 3: Detección de sinergismo - prueba no cruzada. Resultados de las pruebas de sinergia antimicrobiana de MIC de penicilina G y gentamicina en Streptococcus grupo G. A) Tira de gentamicina (8 g/ml centrada) sobre la bacteria Streptococcus group G, B) Extirpación de la tira de gentamicina, C ) Tira combinada de gentamicina/penicilina G (0,094 g/ml centrada) sobre bacterias Streptococcus grupo G, D) Tira G de penicilina (0,094 g/ml centrada), E) Eliminación de la tira de penicilina G, F) Penicilina combinada G / tira de gentamicina (8 g/ml centrada) encima de la bacteria Streptococcus grupo G. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
2. Pruebas de caldo
<ol><li>
Configuración
	<ol>
<li>Use guantes y un abrigo de laboratorio</li>
		<li>Preparar el espacio de trabajo esterilizando con 70% de etanol</li>
		<li>Recoger caldo MH de 15 ml con 50% de sangre de caballo lysed y 20 mg/mL-NAD (MH-F)</li>
	</ol>
</li>
	<li>
(Opcional) Realizar una prueba E [Protocolo 1] para determinar el MIC en medio sólido
	<ol>
<li>Si bien es opcional, estos conocimientos permitirán un mejor diseño experimental (por ejemplo, las concentraciones de antibióticos añadidos se pueden diseñar para rodear el valor MIC determinado a partir de la placa), mejorando las posibilidades de un experimento exitoso.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de un inóculo bacteriano. Como se indicó anteriormente, la concentración bacteriana puede estimarse mediante mediciones de OD nm o normas de turbidez de McFarland<ol>
<li>
OD600 nm Método
		<ol>
<li>Obtener una suspensión bacteriana con una concentración bacteriana establecida</li>
			<li>Diluir el cultivo en caldo MH-F para lograr un OD600 de 0.003</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Método de turbidez de McFarland
		<ol>
<li>Poner 15 ml de caldo MH-F en un tubo estéril.</li>
			<li>Inocular el caldo MH-F con bacterias (desde un plato) hasta un nivel mcFarland. Vortex la solución vigorosamente. Vierta la solución en un plato estéril de Petri.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Preparación de antibióticos
	<ol>
<li>Determinar la concentración de antibióticos deseados<ol>
<li>Identificar el valor MIC a partir de la prueba E- (por ejemplo, 0,125 g/ml para la penicilina G y 8 g/ml para la gentamicina)</li>
			<li>Multiplique el valor MIC de la placa de agar por 24-27, correspondiente a cuatro-siete 2x diluciones en serie. Esta será la concentración inicial de antibióticos. (por ejemplo, para la penicilina G, siete 2x diluciones en serie: 0,125 g/ml x 27 x 16 g/mL; para la gentamicina, cuatro diluciones en serie 2x 8 g/ml x 2x 128 g/ml</li>
			<li>Multiplicar el valor inicial deseado 100x para determinar generar una concentración en stock de los antibióticos (por ejemplo, existencias de 1,6 mg/ml de penicilina G y 12,8 mg/ml de gentamicina)</li>
		</ol>
</li>
		<li>Preparar una concentración de 100 x reservas de antibióticos en consecuencia<ol>
<li>Disolver los antibióticos en agua autoclave de 10 ml y vórtice para generar una solución en stock (por ejemplo, 16 mg de penicilina G y 128 mg de gentamicina para crear las existencias anteriores)</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Añadir bacterias a los pozos de microplacas
	<ol>
<li>Aliquot 200 l caldo MH-F que contiene bacterias inóculo a los pozos en las primeras 3 filas de una placa microtíter de 96 pocillos para un experimento en triplicado.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Añadir antibióticos a los pozos de microplacas
	<ol>
<li>Añadir 200 l de caldo MH-F extra con bacterias a la primera columna de pozos (A1, B1, C1) para llevar el volumen total a 400 l.</li>
		<li>Añadir 4 l de la concentración de antibióticos a la primera columna de pozos. Dado que la muestra contiene 400 l, dará lugar a una dilución 100x de los antibióticos.</li>
		<li>Genere una dilución en serie 2x transfiriendo bacterias/antibióticos de 200 l de A1 a A2, hasta A11. Pipet a la fuerza entre las diluciones. Repita el paso para filas adicionales.</li>
		<li>Retire 200 l de la columna 11 para que el volumen final en todos los pozos sea de 200 l.</li>
		<li>Deje la última columna (A12, B12, C12) sin antibióticos, como controles.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Determinar los valores MIC
	<ol>
<li>Incubar la placa microtíter de 96 pocillos durante 24 horas a 37oC sin agitar.</li>
		<li>El valor MIC se define como el último pozo de la serie de dilución que no presenta crecimiento visible de bacterias(Figura 4). Este valor, sin embargo, solo se puede confiar si el tamaño del inóculo original era correcto.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig4.jpg"> Figura 4: Determinación de MIC por dilución de caldo. MIC se define aquí como el último pozo que exhibe claridad (sin crecimiento de bacterias) antes de que cambie la turbidez. Fila son duplicados del valor MIC de penicilina G y fila son duplicados del valor MIC de gentamicina, ambos frente a un aislado de Streptococcus grupo G. A) resultado experimental real, B) interpretación esquemática de los valores de A ( gris- sin crecimiento; blanco- crecimiento). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig5.jpg"> Figura 5: Procedimiento esquemático de la serie de dilución para contar la concentración de bacterias originales. Las diluciones se realizaron como se describe (20 l diluidos en 180 l para una serie de dilución de 10x), y luego 10 l de las filas A-H se chapan en dos placas de agar sanguíneo separadas como se indica. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<ol start="8"><li>
Determinar el tamaño original del inóculo NOTA: Los ensayos de microbroth son muy sensibles para el tamaño original del inóculo utilizado. Un tamaño excesivo de inóculo dará un resultado falso positivo, ya que los antibióticos añadidos no serán capaces de inhibir el crecimiento por más tiempo en esa proporción. Por lo tanto, es fundamental verificar cuántas bacterias se han añadido a los micropozos. Si bien los datos no estarán disponibles en el punto del experimento (debido a la necesidad de 24 horas de incubación) servirá naseado como control. Si el número de bacterias añadidas está dentro del rango de concentración indicado, se puede confiar en los valores MIC. Si el inóculo era demasiado alto o demasiado bajo, el experimento debe repetirse.<ol>
<li>
Diluir en serie las bacterias
		<ol>
<li>Preparar una placa microtíter de 96 pocillos para diluir la concentración bacteriana original con el fin de determinar el tamaño del inóculo. El óptimo es un volumen de 200 l con 105-6 bacterias. Para realizar las diluciones, primero alícuota 180 l PBS estéril a cada pocto en B-H (en triplicado 1-3).</li>
			<li>A continuación, añadir 100 l de solución bacteriana a A (en triplicado 1-3).</li>
			<li>Generar una dilución en serie de 10x (en triplicado) transfiriendo 20 l de bacterias de A a B, pipeteo vigorosamente. Repita los pasos para C-H.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Placa las diluciones bacterianas para la determinación del tamaño del inóculo
		<ol>
<li>Marque las placas de agar de sangre de acuerdo con la Figura 5.</li>
			<li>Transfiera 10 l de la dilución en serie a la placa de acuerdo con la figura 5.</li>
			<li>Incubar la placa a 37oC durante 20-24 horas.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Determinar el tamaño del inóculo bacteriano
		<ol>
<li>Contar números bacterianos en manchas dentro de 5-50 colonias(Figura 6).</li>
			<li>Calcular el tamaño inicial del inóculo calculando la media de las muestras triplicadas, multiplicar por el factor de dilución (por ejemplo, 10x para muestras B, 100x para muestras C, 1000x para muestras D, etc.) y luego por 100 para compensar el volumen de detección de 10 sL, lo que resulta en el tamaño del inóculo en cfu/ml. Si el inóculo está dentro de 105-6 cfu/mL los datos MIC pueden ser de confianza.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/10512/10512fig6.jpg"> Figura 6: Determinación del tamaño del inóculo. Las bacterias inoculadas según la figura 5 fueron incubadas durante 20-24 horas a 37oC y luego contadas. La fila D tiene un buen número de colonias que contar (por ejemplo, 5-50). Las muestras en A no se diluyen, B se diluye 10x, C se diluye 100x, y D se diluye 1000x, y sólo 10 l se chapa en cada punto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10512/10512fig6large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

La resistencia a los antibióticos es un problema de salud mundial. Con el fin de determinar los mecanismos de resistencia de los microbios, los métodos de prueba de sinergia y antagonismo con diferentes antibióticos es crucial. El método de prueba E es rápido, fácil de replicar y se puede utilizar para investigar cualquier potencial sinérgico de las terapias combinadas. El método de dilución del caldo también se puede evaluar para predecir la actividad bactericida. Con el fin de investigar los mecanismos de resistencia d...

pruebas de susceptibilidad a los antibióticos: pruebas con epsilometro para determinar los valores de la cmi de dos antibióticos y evaluar la sinergismos

Fuente: Anna Bl'ckberg1, Rolf Lood1 1 Departamento de Ciencias Clínicas Lund, División de Medicina de Infecciones, Centro Biomédico, Universidad de Lund, 221 00 Lund Suecia
El conocimiento de las interacciones entre antibióticos y bacterias es importante para entender cómo los microbios evolucionan la resistencia a los antibióticos. En 1928, Alexander Fleming descubrió la penicilina, un antibiótico que ejerce su función antibacteriana interfiriendo con la regeneración de la pared celular (1). Otros antibióticos con diversos mecanismos de acción han sido descubiertos posteriormente, incluyendo medicamentos que inhiben la replicación del ADN y la traducción de proteínas en bacterias; sin embargo, no se han desarrollado nuevos antibióticos en los últimos años. La resistencia a los antibióticos actuales ha ido en aumento, lo que ha dado lugar a enfermedades infecciosas graves que no pueden tratarse eficazmente (2). Aquí, describimos varios métodos para evaluar la resistencia a los antibióticos en poblaciones bacterianas. Cada uno de estos métodos funciona, independientemente del mecanismo de acción de los antibióticos utilizados, porque la muerte bacteriana es el resultado medido. La resistencia a los antibióticos no sólo se disemina rápidamente específicamente a través de los entornos hospitalarios, sino también en toda la sociedad. Con el fin de investigar estos medios de resistencia, se han desarrollado diferentes métodos, incluyendo la prueba del epsilometro (prueba E) y la prueba de dilución del caldo (3).
La prueba E es un método bien establecido y es una herramienta rentable que cuantifica los datos de la concentración mínima de inhibidores (MIC), la concentración más baja de un antimicrobiano que inhibe el crecimiento visible de un microorganismo. Dependiendo de la cepa bacteriana y de los antibióticos utilizados, el valor de la MIC puede variar entre sub g/ml y &gt;1000 g/ml (4). La prueba E se realiza utilizando una tira de plástico que contiene un degradado antibiótico predefinido, que se imprime con la escala de lectura MIC en g/ml. Esta tira se transfiere directamente en la matriz de agar cuando se aplica a la placa de agar inoculada. Después de la incubación, una zona de inhibición elíptica simétrica es visible a lo largo de la tira a medida que se evita el crecimiento bacteriano. MIC se define por el área de inhibición, que es el punto final donde la elipse interseca la tira. Otro método común para determinar el MIC es el método de dilución de microcalina. La dilución de microcalina incorpora diferentes concentraciones del agente antimicrobiano añadido a un medio de caldo que contiene bacterias inoculadas. Después de la incubación, MIC se define como la concentración más baja de antibióticos que impide el crecimiento visible (5). También es un método cuantitativo y se puede aplicar a varias bacterias. Las desventajas de este método incluyen la posibilidad de errores al preparar las concentraciones de los reactivos y el gran número de reactivos necesarios para el experimento. La medición de la resistencia a los antibióticos es imprescindible tanto desde una perspectiva clínica como de investigación, y estos métodos in vitro para investigar la resistencia se discuten y se muestran a continuación.
El perfil de resistencia de una bacteria específica se puede aplicar con el fin de optimizar el tratamiento antibiótico para determinar si un paciente se beneficiaría del tratamiento combinado frente a la terapia única. Para el uso de más de un antibiótico a la vez, es imperativo conocer sus interacciones entre sí y si tienen un efecto aditivo, sinérgico o antagónico. Un efecto aditivo se puede ver cuando el efecto articular de los antibióticos es igual a la potencia de los antibióticos individuales dados a una dosis igual. La sinergia entre los antibióticos, por otro lado, está presente cuando el efecto articular de los antibióticos es más potente que si el medicamento se administrara solo (6). La aplicación de combinaciones de tratamiento antimicrobiano se utiliza para evitar la aparición de resistencia a los antimicrobianos, por lo tanto, para mejorar el efecto del tratamiento antibiótico individual (7). El conocimiento del antagonismo también es tan importante para prevenir el uso innecesario de combinaciones antimicrobianas. La metodología de prueba electrónico ofrece formas sencillas y varias de determinar posibles sinergias y antagonismo entre diferentes agentes antimicrobianos. Con el fin de hacer frente a la proliferación de patógenos resistentes a los antibióticos, el conocimiento de los posibles mecanismos sinérgicos y antagónicos de ciertos antibióticos es importante dando lugar a la eficacia clínica y luchando contra la resistencia multifármaco.
La determinación de la sinergia mediante pruebas E puede dividirse en dos enfoques generales: pruebas cruzadas y no cruzadas. Si bien ambas pruebas de sinergia se basan en el conocimiento previo de los valores individuales del MIC, los dos enfoques son ligeramente diferentes en metodología y enfoque conceptual. En una prueba de sinergia no cruzada, el primer antibiótico en el par a probar se coloca en una placa de agar inoculada con bacterias. Después de permitir que los antibióticos de la primera tira infundan la placa (por ejemplo, después de 1 hora), se retira la tira y se coloca una nueva tira que contiene el segundo antibiótico en el mismo lugar que la primera, asegurándose de colocar los dos valores individuales de MIC encima de cada ot Su. La zona de inhibición resultante se puede analizar como se describió anteriormente, y la sinergia calculada sobre la base de la Ecuación 1.
Ecuación 1 - Concentraciones inhibidoras fraccionarias (FIC)
<img src="/files/ftp_upload/10512/10512eq1.jpg">
Valores &gt;0.5 muestra sinergia.
Al recompensar al examinador con placas fáciles de analizar, el método es algo laborioso y lento debido al cambio de tiras, así como la necesidad de usar dos placas por experimento. En su lugar, a menudo se emplea una prueba cruzada. En lugar de añadir las dos tiras de prueba E diferentes posteriormente una encima de la otra (después de la eliminación de la primera), ambas se colocan simultáneamente pero en forma de una cruz (ángulo<img align="center" src="/files/ftp_upload/10512/10512eq3.jpg">de 90o), con los dos valores MIC previamente determinados formando el ángulo de 90o. Con este enfoque sólo se necesita una placa por prueba de sinergia, así como menos trabajo, por lo que es una opción preferida a pesar de ser un poco más difícil de analizar. Los nuevos valores MIC en el enfoque combinado de antibióticos se pueden visualizar como las zonas de inhibición modificadas, después de lo cual la sinergia puede ser determinada por la Ecuación 1.
En lugar de utilizar un enfoque de placa de agar, un enfoque de microcaldo a menudo puede ser preferencial debido a su mayor flexibilidad (por ejemplo, la capacidad de elegir concentraciones específicas de antibióticos fuera de los límites de una tira de prueba E). Además, se sugiere que las pruebas de microcaldeo son más sensibles debido a su distribución uniforme de antibióticos en una solución líquida, no dependiendo de la disociación dentro de una fase sólida (placa de agar). Los pozos en una microplaca de 96 pocillos serán inoculados con un número determinado de bacterias (106 cfu/ml: la concentración bacteriana se puede estimar mediante mediciones OD600 nm, estándares de turbidez o por muestras de chapado de propagación de diluciones seriales bacterianas 10x), y antibióticos en diferentes diluciones se añadirán a los pozos. Del mismo modo, a las tiras de prueba E MIC se determina como la intersección (pozo/ punto) con la concentración más baja de antibióticos que inhiben el crecimiento visible de bacterias.
Objetivo experimental
<ul><li>El siguiente proyecto describe estrategias para determinar los valores MIC de la penicilina G y la gentamicina del grupo G de Streptococcus mediante dos métodos diferentes, la prueba electrónica y la microdilución. Para la prueba E, las placas de agar Mueller-Hinton inoculadas con Streptococcus grupo G se utilizaron en combinación con tiras de gradiente de penicilina G y/o gentamicina; mientras que el caldo MH con 50% de sangre de caballo lysed y 20 mg/ml-NAD se utilizaron con antibióticos solubles junto con Streptococcus grupo G en un enfoque de microcaldo.</li>
</ul>Materiales
<ul><li>Colonias bacterianas en una placa de agar en sangre, almacenadas &lt;7 días en 4oC</li>
	<li>Placas de agar de sangre</li>
	<li>0.5 Estándar McFarland<ul>
<li>1% BacI2
</li>
		<li>1% H2SO4
</li>
	</ul>
</li>
	<li>Tubo salino (2 mL)</li>
	<li>Aplicador con punta de algodón</li>
	<li>Placas de agar Mueller-Hinton (placas MHA)</li>
	<li>Caldo MH con 50% de sangre de caballo lysed y 20 mg/mL-NAD (MH-F)</li>
	<li>E-test penicilina/gentamicina (o antibióticos de interés) (BioMerieux, Marcy l'Etoile, Francia, Suecia)</li>
	<li>Antibióticos penicilina/gentamicina (o antibióticos de interés (polvo/solución))</li>
</ul>Nota: Los medios específicos utilizados para el crecimiento bacteriano pueden variar para diferentes especies.

Valores MIC en la prueba E Los valores individuales de MIC se identificaron en la Figura 1 como 0,094 g/ml para la penicilina G y 8 g/ml para la gentamicina. Para las pruebas de sinergia, ambas demostraron un valor MIC para la penicilina G de 0,064 g/ml(Figuras 2, 3),mientras que la gentamicina tenía un MIC de 4 g/ml para pruebas cruzadas y no cruzadas. Tenga en cuenta que puede producirse una ligera discrepancia entre las pruebas cruzadas y n...

Pruebas de susceptibilidad a los antibióticos: Pruebas con epsilometro para determinar los valores de la CMI de dos antibióticos y evaluar la sinergismos

Source: Anna Bl&#228;ckberg1, Rolf Lood1
1 Department of Clinical Sciences Lund, Division of Infection Medicine, Biomedical Center, Lund University, 221 ...

La susceptibilidad a los antibióticos se define como la sensibilidad de una bacteria a los antibióticos y se puede medir mediante una prueba de dilución de caldo o una prueba de epsilometría, también llamada prueba E. En el método de dilución en caldo, se agrega un número estandarizado de bacterias a un medio de crecimiento que contiene diluciones de antibióticos en serie. Si son susceptibles, las bacterias no pueden crecer a las concentraciones más altas de antibióticos, pero continúan multiplicándose a las concentraciones más bajas de antibióticos, lo que hace que los medios se vuelvan turbios. La concentración mínima de antibiótico en la que las bacterias ya no pueden sobrevivir o multiplicarse se denomina valor de concentración inhibitoria mínima, o MIC, del antibiótico para la bacteria en cuestión. En una prueba E, se aplica una tira de plástico impregnada con un gradiente predefinido de antibiótico sobre un césped recién extendido de bacterias en una placa de Petri de agar Mueller-Hinton, o MH-A. El antibiótico se difunde en el medio de agar, donde es absorbido por las bacterias. Si son susceptibles, las bacterias no pueden multiplicarse y morirán, formando una zona clara alrededor de la tira E, que se conoce como zona de inhibición del crecimiento. En el punto donde el crecimiento se cruza con la tira E, el valor correspondiente en la escala da el valor MIC del antibiótico. A menudo, los antibióticos se usan en combinación para prevenir la aparición de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos. Esto a menudo resulta en un efecto sinérgico, en lugar de aditivo. Sinérgico significa que el efecto combinado de los dos antibióticos es mayor que la suma de sus actividades individuales. Sin embargo, el efecto se considera significativo solo cuando el valor de CMI de la combinación de antibióticos disminuye al menos dos veces. Este criterio se evalúa mediante el cálculo del índice de concentración inhibitoria fraccional, o FIC. Al sumar la relación entre la CMI de cada antibiótico en combinación con la CMI de cada antibiótico individualmente, un índice FIC inferior a 0,5 indica sinergia. La sinergia antibiótica se puede medir utilizando dos métodos basados en pruebas electrónicas: una prueba no cruzada o una prueba cruzada. En una prueba no cruzada, en primer lugar, las tiras E para dos antibióticos diferentes con valores de CMI predeterminados se aplican a dos placas separadas. Una vez que los antibióticos se han difundido en el medio, se retiran las tiras E originales y las tiras E para los antibióticos alternativos se colocan de manera que sus escalas MIC queden exactamente sobre las escalas MIC de las tiras anteriores. En una prueba cruzada, que es una versión más rápida de la prueba no cruzada, las tiras E de los dos antibióticos se colocan juntas en una formación cruzada, de modo que las escamas de sus marcas MIC forman un ángulo de 90 grados en la intersección. Después de la incubación en ambas técnicas, el valor de CMI de cada antibiótico en combinación con el otro antibiótico se lee en el punto donde la zona de inhibición del crecimiento se cruza con el borde de la tira E. A continuación, se calcula el índice FIC. Este video demostrará cómo determinar el valor de MIC de un antibiótico dado para una bacteria dada utilizando una prueba E y una prueba de dilución de microcaldo. También aprenderá a determinar la sinergia entre dos antibióticos utilizando una prueba cruzada y una prueba no cruzada. Para empezar, póngase el equipo de protección personal adecuado, incluidos guantes de laboratorio y una bata de laboratorio. A continuación, esterilice el espacio de trabajo con etanol al 70%. A continuación, recoja 15 mililitros de caldo Mueller-Hinton estéril con un 50% de sangre de caballo lisada y 20 miligramos por mililitro de beta-nicotinamida. Y de cinco a ocho placas de agar Mueller-Hinton. Ahora, para preparar un estándar de turbidez de McFarland número 0.5, mida 9.95 mililitros de solución de ácido sulfúrico al 1%. Luego, agregue 50 microlitros de solución de cloruro de bario al 1% a la solución de ácido sulfúrico. Vórtice bien la solución para obtener una suspensión turbia. Cubre el tubo con papel de aluminio y déjalo a un lado. A continuación, dispense un mililitro de solución salina en un tubo de 15 mililitros. Use un asa estéril para raspar una muestra del crecimiento bacteriano de su placa de prueba bacteriana, en este caso, Streptococcus grupo G. Luego, coloque el asa cargada de bacterias en la solución salina, revuelva suavemente y luego haga un vórtice en el tubo. Ahora, coloque la suspensión bacteriana y los estándares de turbidez de McFarland uno al lado del otro y compárelos para la equivalencia de turbidez. Agregue colonias salinas o bacterianas adicionales hasta que la turbidez de la suspensión bacteriana coincida con la del estándar. Una vez obtenida la turbidez deseada, sumerja un aplicador estéril de punta de algodón en la suspensión bacteriana. Para inocular la placa MH-A, frote suavemente toda la superficie de la placa con un movimiento en zigzag. A continuación, etiquete los lados inferiores de los platos con el nombre de la bacteria y la fecha. Para comenzar, saque una tira reactiva de penicilina G E, sosteniéndola por el borde con pinzas. Coloque suavemente la tira en el centro de la placa MH-A recién hisopada y vuelva a colocar la tapa. En este ejemplo, también se prueba un segundo antibiótico, la gentamicina. Por lo tanto, el proceso de colocación de la tira se repite con la segunda placa y una tira reactiva E de gentamicina. Para determinar los resultados de la prueba E, recoja la primera placa que contenga la tira reactiva E de penicilina G. Ahora, determine el punto donde la zona de inhibición se cruza con la tira de antibiótico. Lea el valor numérico correspondiente en la escala. Este valor representa el valor de CMI de la penicilina G. Determine el valor de CMI para la gentamicina de la misma manera. Para empezar, inocule una placa MH-A con la cepa de bacterias Streptococcus del grupo G. Etiquete la parte inferior del plato con el nombre de la bacteria, los antibióticos que se utilizarán y la fecha. Ahora, coloque una tira reactiva E para el antibiótico de interés en el centro de la placa. Luego, sostenga la segunda tira reactiva en un ángulo de 90 grados con respecto a la primera tira y ubique su marca MIC. Coloque suavemente la segunda tira E sobre la primera en el punto donde se cruzan los dos valores de MIC. Una vez colocadas las tiras, no las muevas. A continuación, incube las placas a 37 grados centígrados durante 18 a 20 horas. Después de inocular dos placas MH-A, con la cepa de bacterias Streptococcus del grupo G, coloque una tira reactiva E para un antibiótico en la superficie de una placa. Luego, coloque una tira reactiva E para el otro antibiótico en la segunda placa como se muestra. Usando un asa de inoculación de plástico, marque el valor de MIC de cada antibiótico en la superficie de su placa respectiva. A continuación, cubra las placas e incorpórelas a temperatura ambiente durante una hora. Después de esto, use fórceps para quitar las tiras E. A continuación, recoja una de las placas y una tira reactiva E para el otro antibiótico. Sostenga la tira reactiva E sobre la impresión dejada por la primera tira y ubique el punto donde el valor de MIC en la tira E se alinea con la línea marcada. Coloque suavemente la tira en este punto de intersección. Repita este proceso para la segunda placa e incube ambas placas a 37 grados centígrados durante 18 a 20 horas. En primer lugar, se obtiene una suspensión bacteriana con una concentración bacteriana establecida y se diluye el cultivo en caldo MHF para conseguir una OD600 de 0,003. A continuación, pesa 16 miligramos de penicilina G y 128 miligramos de gentamicina. Transfiera cada antibiótico seco pesado a tubos cónicos de 215 mililitros. Agregue 10 mililitros de agua destilada a cada uno de los tubos cónicos y mezcle bien por vórtice. Etiquete los tubos con el nombre y la concentración del antibiótico. Realizando el ensayo por triplicado, agregue 400 microlitros de la solución bacteriana de trabajo en los primeros pocillos de tres filas de una placa de microtitulación de 96 pocillos. A continuación, agregue 200 microlitros de la solución bacteriana de trabajo en caldo MHF a los pocillos de las tres filas. Ahora, para generar una dilución de antibiótico en serie doble, primero agregue cuatro microlitros de caldo de antibiótico al primer pocillo, generando una dilución de 100 veces. Secuencialmente, transfiera 200 microlitros de solución de bacterias y antibióticos a cada pocillo, comenzando desde el primer pocillo hasta el penúltimo pocillo en cada fila, asegure una mezcla adecuada pipeteando dos o tres veces después de cada transferencia. Deseche los últimos 200 microlitros de solución de bacterias y antibióticos. Para determinar los resultados de la prueba de microdilución de caldo para la penicilina G, primero ubique los pocillos que no exhiben crecimiento bacteriano visible, indicado por la falta de turbidez. A partir de estos pocillos, identifique el pocillo con la concentración más baja de antibiótico. Esto representa el valor de CMI de la penicilina G para las bacterias analizadas. El valor de CMI de gentamicina se puede determinar utilizando el mismo ensayo y la misma técnica. Para determinar los resultados de la prueba no cruzada, recoja la primera placa, que contiene una tira de penicilina G E. A continuación, determine el punto donde la zona de inhibición del crecimiento se cruza con la tira antibiótica. El valor correspondiente en la escala representa el valor de CMI para la penicilina G en combinación con gentamicina. En este ejemplo, el valor de MIC en combinación es de 0,064 microgramos por mililitro. Ahora, recoja la segunda placa, que contiene la tira E de gentamicina, y determine el valor de CMI en combinación como se demostró anteriormente. Para evaluar el efecto de la combinación, primero se calcula la concentración inhibitoria fraccional o FIC para la penicilina G dividiendo la CMI en combinación por la CMI del antibiótico solo. Repita este proceso para la gentamicina. Luego, calcule el índice FIC usando la ecuación que se muestra aquí. Una reducción dos veces en el valor de MIC en combinación produce un valor del índice FIC que es menor o igual a 0.5 y demuestra sinergia entre la penicilina G y la gentamicina. En este caso, el valor FIC calculado es 1,18, que es mayor que 0,5. Por lo tanto, los resultados no demuestran sinergia entre la penicilina G y la gentamicina contra la cepa de Streptococcus del grupo G. Para determinar los resultados de la prueba cruzada, primero determine el punto donde las zonas de inhibición del crecimiento se cruzan con sus respectivas tiras E. Lea el valor numérico en cada tira reactiva E que corresponda a este punto de intersección. Estos valores representan el valor de CMI en combinación para la penicilina G y la gentamicina. A continuación, para evaluar el efecto de la combinación, calcule el índice FIC utilizando la ecuación que se muestra aquí. En este ejemplo, el valor FIC calculado es 1,18, que es mayor que 0,5. Esto significa que la penicilina G y la gentamicina no actúan sinérgicamente contra la cepa de Streptococcus del grupo G.

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Microbiology

Microbiología

measuring bacterial resistance with e-tests

Measuring bacterial resistance with E-tests helps show how strongly an antibiotic can stop growth. The method is used to find the minimal inhibitory concentration, or MIC, which is the lowest antibiotic level that prevents visible bacterial growth. It is a practical way to study resistance in bacteria and compare how different antibiotics perform.

The E-test uses a plastic strip that contains a built-in antibiotic gradient. The strip is placed on an agar plate that has been inoculated with bacteria, and the MIC scale is printed directly on the strip in micrograms per milliliter. After incubation, an ellipse-shaped zone appears where growth is blocked. The MIC is read where that inhibition zone meets the strip.

A similar MIC method is microbroth dilution. In this approach, bacteria are placed in broth with different antibiotic concentrations. After incubation, the MIC is the lowest concentration that still stops visible growth. This method is quantitative and can be used with several bacteria, although it can require many reagents and careful preparation of the concentrations.

Knowing a bacterium’s resistance profile can help guide treatment choices. It can show whether a patient may benefit from one antibiotic or from a combination. When two antibiotics are used together, they may act in an additive, synergistic, or antagonistic way. Additive means the combined effect matches the effect of each drug at equal dose, while synergy means the combined effect is stronger than either drug alone.

E-tests can also be used to look for synergy and antagonism between antimicrobial agents. One method is non-cross testing. In this setup, one antibiotic strip is first placed on the agar plate, allowed to diffuse, and then removed. A second strip is placed in the same position, with the two MIC values aligned, and the result is used to calculate the fractional inhibitory concentration, or FIC. Values above 0.5 show synergy. This method is simple to read, but it takes more time and uses two plates.

A faster option is the cross test. Here, both E-test strips are placed at the same time in a 90-degree cross, with the known MIC values meeting at the angle. Only one plate is needed, so the method saves work, although the result can be a little harder to analyze. The changed inhibition zones are then used to determine whether the antibiotics act synergistically.

A broth-based approach can also be used for combination testing. It gives more flexibility because specific antibiotic concentrations can be chosen outside the limits of an E-test strip. It may also be more sensitive because the antibiotics are evenly distributed in liquid, rather than relying on diffusion through agar. In this method, wells in a 96-well plate are filled with a set number of bacteria and different antibiotic dilutions, and the MIC is the lowest concentration that prevents visible growth.

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests

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creating a winogradsky column: a method to enrich the microbial species in a sediment sample

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Winogradsky Column Microbial Layers and Gradients

A Winogradsky column shows how microbial layers form in mud and water over time. It is a clear, enclosed ecosystem that helps scientists grow sediment microbes that are hard to culture in a test tube or on a petri dish. By keeping conditions close to a microbe’s natural habitat, the column makes it possible to study organisms that help drive Earth’s biogeochemical cycles. The column is built from pond or wetland sediment mixed with water in a transparent container. Extra sources of carbon,...

serial dilutions and plating: microbial enumeration

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Counting Bacteria with Dilution Plates

Counting bacteria with dilution plates helps microbiologists estimate how many cells are in a sample. Because bacteria can grow quickly and may be hard to count directly, serial dilution and plating make the concentration easier to measure. These methods have been used for more than a century to study bacterial and viral loads in clinical, industrial, pharmaceutical, and academic labs. Serial dilution reduces a sample in steps. A small volume of the original solution is moved into a fixed...

enrichment cultures: culturing aerobic and anaerobic microbes on selective and differential medias

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Selective Media for Bacterial Isolation

Selective media help scientists isolate bacteria by supporting some microbes and blocking others. This lab also uses differential media, which reveal a visible chemical trait in the organism being grown. Together, these methods help identify bacteria from mixed samples. Prokaryotic cells live in almost every environment on Earth. They also show wide metabolic diversity, so the growth medium must supply the molecules they need for energy. Some microbes are extremophiles, meaning they live in...

pure cultures and streak plating: isolation of single bacterial colonies from a mixed sample

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Streak Plate Method for Isolating Bacteria

The streak plate method is used to isolate single bacterial colonies from a mixed sample. It helps separate one bacterial type from another so a pure culture can be grown. This is important in both clinical and research settings, where bacteria often grow together in mixed cultures. Pure cultures are needed for later genetic and protein studies. They are also used to check whether a sample is pure and to identify infectious agents from clinical samples. Because different strains can affect...

16s rrna sequencing: a pcr-based technique to identify bacterial species

16s-rrna-sequencing-pcr-based-technique-to-identify-bacterial

Bacterial ID with 16S rRNA Gene Sequencing

Bacterial identification with 16S rRNA gene sequencing helps scientists tell bacterial species apart. It is used in microbial ecology to study biodiversity in environmental samples and in medical microbiology to help diagnose infected patients. Traditional methods include microscopy, growth on specific media, biochemical and serological tests, and antibiotic sensitivity assays. Molecular methods have changed how bacteria are identified. 16S ribosomal RNA (rRNA) gene sequencing is often faster...

growth curves: generating growth curves using colony forming units and optical density measurements

growth-curves-generating-growth-curves-using-colony-forming-units

Bacterial Growth Stages and Cell Counts

Bacterial growth stages and cell counts show how a culture changes over time. This page follows a batch culture as it moves through lag, exponential, stationary, and death phases. It also shows how colony forming units, or CFU, and optical density can be used to measure that growth. Lag phase is the time bacteria need to adjust to a new environment before fast division begins. During exponential phase, cells grow and divide at the fastest rate, and DNA replication, RNA transcription, and...

antibiotic susceptibility testing: epsilometer tests to determine mic values of two antibiotics and evaluate antibiotic synergy

Measuring bacterial resistance with E-tests helps show how strongly an antibiotic can stop growth. The method is used to find the minimal inhibitory concentration, or MIC, which is the lowest antibiotic level that prevents visible bacterial growth. It is a practical way to study resistance in bacteria and compare how different antibiotics perform. The E-test uses a plastic strip that contains a built-in antibiotic gradient. The strip is placed on an agar plate that has been inoculated with...

microscopy and staining: gram, capsule, and endospore staining

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Bacterial Stains for Cell Walls and Spores

Bacterial stains help scientists see cell walls, capsules, and endospores with a compound light microscope. Many bacteria are hard to tell apart with light alone because they are small, colorless, and can look similar under the lens. Staining makes these hidden features visible and helps identify different bacteria. A compound microscope uses more than one lens to magnify a sample. Its objective lens collects light near the specimen, and the eyepiece enlarges the image. Many compound...

plaque assay: a method to determine viral titer as plaque forming units (pfu)

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Phage Plaque Test for Counting Viruses

Bacteriophages, or phages, are viruses that infect prokaryotic cells. The plaque assay is a classic way to count these viruses by measuring viral titer, which is the amount of virus in a sample. It was first described in 1952 and is still one of the most reliable methods for determining viral titer. Phages were identified in the early 20th century by Twort and d'Hérelle. They have since been recognized for their therapeutic value and for their role in human and global ecosystems. Interest in...

transformation of e. coli cells using an adapted calcium chloride procedure

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Calcium Chloride DNA Uptake in E. coli

Calcium chloride treatment can help E. coli take up foreign DNA. This chemical transformation method is used in molecular biology to move a plasmid into bacterial cells and then identify the cells that received it. The protocol described here uses chemically competent E. coli DH5α cells and the plasmid pUC19 to measure transformation efficiency. Bacteria can exchange genetic material through horizontal gene transfer. The three main routes are transformation, transduction, and conjugation.

conjugation: a method to transfer ampicillin resistance from donor to recipient e. coli

conjugation-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from-donor-to

Bacterial Gene Transfer by Conjugation in E. coli

Bacterial conjugation is a form of horizontal gene transfer in E. coli that moves DNA from one cell to another through direct contact. It was first discovered by Lederberg and Tatum in 1946. Unlike transformation or transduction, conjugation is a natural, one-way transfer of DNA from a donor cell to a recipient cell. This process can increase bacterial genetic diversity. It is often described as a type of bacterial mating. It has also helped drive the spread of antibiotic-resistant bacteria.

phage transduction: a method to transfer ampicillin resistance from donor to recipient e. coli

phage-transduction-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from

Using P1 Phage to Move Antibiotic Resistance in E. coli

Bacteriophage transduction moves DNA between bacteria by using a phage, or bacterial virus, as the carrier. In this process, a phage can deliver genetic material from one bacterium to another. The method is a form of horizontal gene transfer and is important in both bacterial evolution and laboratory genetics. Phages were first described in the early 1900s, and transduction was named in 1951 by Norton Zinder and Joshua Lederberg. The transcript describes two main phage classes. Lytic phages...

microbiology

Esta colección brinda las herramientas clave en la investigación microbiológica, incluyendo la técnica estéril adecuada y el revestimiento, cómo utilizar medios selectivos y enriquecer muestras, y métodos de cultivo para muestras mixtas o puras. Además, proporciona información sobre como examinar los métodos comunes para identificar aislados microbianos, así como procedimientos para la manipulación genética de bacterias.

Learn how E-tests and microbroth dilution measure MIC values, and how cross and non-cross setups reveal antibiotic synergy in bacteria.

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests | JoVE K12

Georgia Standards of Excellence

9-12

Biology

SB6.e

Anna Bläckberg

Rolf Lood

Department of Clinical Sciences Lund, Division of Infection Medicine, Biomedical Center

Lund University

Concepts

Preparation of Plates and Bacteria

Determining MIC Using E-Test

Synergy Testing: Cross Approach

Synergy Testing: Non-Cross Approach

MIC Determination Using Broth Dilution

Data Analysis: Broth Microdilution

Data Analysis and Results: Synergy Testing

Nucleic Acids and Nucleotides

Nucleic acids are the most important macromolecules for the continuity of life. They carry the cell&#39;s genetic blueprint and have instructions for its ...

Nucleic Acid Structure

The pentose sugar in DNA is deoxyribose, while in RNA the pentose sugar is ribose. The difference between the sugars is the presence of the hydroxyl group ...

DNA Base Pairing

Erwin Chargaff&#x2019;s rules on DNA equivalence paved the way for the discovery of base pairing in DNA. Chargaff&#x2019;s rules state that in a ...

From DNA to Protein

The flow of genetic information in cells from DNA to mRNA to protein is described by the central dogma, which states that genes specify the sequence of ...

The DNA Helix

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA ...

The Central Dogma

The central dogma explains the flow of genetic information from DNA nucleotides to the amino acid sequence of proteins.
RNA is the Missing Link Between ...

Genomic DNA in Prokaryotes

The genome of most prokaryotic organisms consists of double-stranded DNA organized into one circular chromosome in a region of cytoplasm called the ...

Genomic DNA in Eukaryotes

Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. To fit their genomes into a cell, eukaryotic DNA is packaged extraordinarily tightly inside the ...

Overview

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most ...

DNA Packaging

Overview

Eukaryotes have large genomes compared to prokaryotes. In order to fit their genomes into a cell, eukaryotes must pack their DNA tightly inside ...

RNA Structure

Overview
The basic structure of RNA consists of a five-carbon sugar and one of four nitrogenous bases. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

RNA Stability

Intact DNA strands can be found in fossils, while scientists sometimes struggle to keep RNA intact under laboratory conditions. The structural variations ...

pre-mRNA Processing

In eukaryotic cells, transcripts made by RNA polymerase are modified and processed before exiting the nucleus. Unprocessed RNA is called precursor mRNA or ...

Types of RNA

Overview
Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs ...

DNA as a Genetic Template

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

tRNA Activation

Initiation of Translation

Termination of Translation

What are Cells?

Cell Diversity

The concept of a cell started with microscopic observations of dead cork tissue by Robert Hooke in 1665. Hooke coined the term &#34;cell&#34; based on the ...

Cells of the Epidermis

The epidermis is made of four or five layers of epithelial cells, depending on its location in the body. From deep to superficial, these layers are the ...

Bone Cells and Tissue

Bones contain a relatively small number of cells entrenched in a matrix of organic and inorganic components. Although bone cells compose only a small ...

Gross Anatomy of Skeletal Muscles

The connective tissues play a significant role in arranging the muscle fibers into a hierarchical structure that forms a complete muscle. Consider a ...

Structure of Cardiac Muscles

Cardiac muscle, or myocardium, is a specialized type of muscle found exclusively in the heart. Its unique structural and functional characteristics enable ...

structure-and-organization-of-smooth-muscles

Structure and Organization of Smooth Muscles

In the human body, smooth muscle tissue is found lining the visceral and tubular organs such as the liver, lungs, blood vessels, and respiratory tract.
...

Chromosome Replication

Before a cell can divide, it must accurately replicate all of its chromosomes, including the DNA and its associated histone and non-histone ...

Neurons: The Cell Body and the Dendrites

A typical nerve cell comprises three main components: the cell body, dendrites, and the axon. The cell body, also known as the soma or perikaryon, serves ...

Lampbrush Chromosomes

In 1882, Flemming observed lampbrush chromosomes (LBC) in salamander eggs. Later in 1892, R&#252;ckert observed LBCs in shark egg cells and coined the ...

Neurons: The Axon

The axon is a long, thin extended portion of the neuron that carries impulses from its cell body toward the effector cell.
Axoplasm, the axon&#39;s ...

Polytene Chromosomes

Polytene chromosomes are giant interphase chromosomes with several DNA strands placed side by side. They were discovered in the year 1881 by Balbiani in ...

Nervous Tissue: Neuron Types

Neurons, the fundamental units of the nervous system, can be classified based on both their structural and functional characteristics.
Structurally, ...

Euchromatin

The extent of chromatin compaction can be studied by staining chromatin using specific DNA binding dyes. Under the microscope, the dense-compacted regions ...

Nervous Tissue: Glial Cells

Glial cells or neuroglia are non-neuronal cells in the nervous system that outnumber neurons. These include astrocytes, oligodendrocytes, microglia, and ...

Heterochromatin

Lymphoid Cells and Tissues

Lymphoid cells and lymphoid tissues are the two major components of lymphoid organs.
Lymphoid cells consist of immune system cells such as B and T ...

chromatin-position-affects-gene-expression

Chromatin Position Affects Gene Expression

Chromatin is the massive complex of DNA and proteins packaged inside the nucleus. The complexity of chromatin folding and how it is packaged inside the ...

Two structural features of the DNA molecule provide a basis for the mechanisms of heredity: the four nucleotide bases and its double-stranded nature. The ...

Organization of Genes

Chromosome Structure

A functional eukaryotic chromosome must contain three elements: a centromere, telomeres, and numerous origins of replication.
The centromere is a DNA ...

Construct an explanation based on evidence for how the structure of DNA determines the structure of proteins which carry out the essential functions of life through systems of specialized cells. Emphasis is on the conceptual understanding that DNA sequences determine the amino acid sequence and thus protein structure. Students can produce scientific writing, or presentations, and/or physical models that communicate constructed explanations.

HS-LS1-1

Characteristics of Life

Biology is a natural science that studies life and living organisms, including their structure, function, development, interactions, evolution, ...

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Levels of Organization

Biological organization is the classification of biological structures, ranging from atoms at the bottom of the hierarchy to the Earth&#x27;s biosphere. ...

The Scientific Method

The scientific method is a detailed, empirical problem-solving process used by biologists and other scientists. This iterative approach involves ...

Taxonomy

Taxonomy is the science of defining and naming groups of biological organisms based on shared characteristics. It uses a hierarchy of increasingly ...

Phylogeny

Phylogeny is concerned with the evolutionary diversification of organisms or groups of organisms. A group of organisms with a name is called a taxon ...

Develop and use a model to illustrate the hierarchical organization of interacting systems that provide specific functions within multicellular organisms. Emphasis is on functions at the organism system level such as nutrient uptake, water delivery, or organism movement in response to neural stimuli. An example of an interacting system could be an artery depending on the proper function of elastic tissue and smooth muscle to regulate and deliver the proper amount of blood within the circulatory system.

HS-LS1-2

Overview of Metabolism

Living cells constantly carry out various chemical reactions which are necessary for their proper functioning. These reactions are interlinked to one ...

Regulation of Metabolism

Cellular needs and conditions vary from cell to cell and change within individual cells over time. For example, the required enzymes and energetic demands ...

Positive and Negative Feedback Loops

Animal organs and organ systems constantly adjust to internal and external changes through a process called homeostasis (&#34;steady state&#34;). Examples ...

Functions of Life

Human life is characterized by a variety of functions that are essential for survival and well-being. These functions include metabolism, movement, ...

Requirements for Human Life

The Earth and its atmosphere have provided humans with air, water, and food, but these are not the only requirements for survival. Humans also require a ...

What is Homeostasis?

Maintaining homeostasis requires that the body continuously maintain its internal conditions. Each physiological condition has a particular set point, ...

Negative and Positive Feedback

Plan and conduct an investigation to provide evidence that feedback mechanisms maintain homeostasis in living organisms. Examples of investigations could include heart rate responses to exercise, stomate responses to moisture and temperature, root development in response to water levels, or cell response to hypertonic and hypotonic environments.

HS-LS1-3

Measuring Bacterial Resistance with E-Tests

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