Klasifikacija mikroorganizama prema njihovim glavnim oblicima. Kako se klasificiraju bakterije?
2.2. Klasifikacija i morfologija bakterija
Klasifikacija bakterija. Odluka Međunarodnog kodeksa za bakterije preporučuje sljedeće taksonomske kategorije: razred, odjel, red, porodica, rod, vrsta. Ime vrste odgovara binarnoj nomenklaturi, tj. sastoji se od dvije riječi. Na primjer, uzročnik sifilisa je napisan kao Treponema pallidum. Prva riječ - na-
ime roda i piše se sa veliko slovo, druga riječ označava vrstu i piše se malim slovom. Kada se vrsta ponovno spomene, generički naziv se skraćuje na početno slovo, na primjer: T.pallidum.
Bakterije su prokarioti, tj. prenuklearni organizmi, budući da imaju primitivnu jezgru bez ljuske, nukleol, histone. a u citoplazmi nema visoko organiziranih organela (mitohondriji, Golgijev aparat, lizosomi i dr.)
U starom Burgeyevom priručniku sustavne bakteriologije bakterije su podijeljene u 4 odjeljka prema značajkama bakterijske stanične stijenke: Gracilicutes - eubakterije s tankom staničnom stijenkom, gram-negativne; Firmicutes - eubakterije debelih stijenki, Gram-pozitivne; Tenericutes - eubakterije bez stanične stijenke; Mendosicutes - arhebakterije s oštećenom staničnom stijenkom.
Svaki odjeljak podijeljen je u dijelove ili skupine prema boji po Gramu, obliku stanice, potrebi za kisikom, pokretljivosti, metaboličkim i nutritivnim karakteristikama.
Prema 2. izdanju (2001.) PriručnikaBergey, bakterije su podijeljene u 2 domene:"Bakterije" i "Arheje" (tablica 2.1).
Stol. Karakteristike domenebakterijeiArheje
|
Domena"Bakterije"(eubakterije) |
Domena"Arhejea" (arhebakterije) |
|
U domeni "Bakterije" mogu se razlikovati sljedeće bakterije: 1) bakterije s tankom staničnom stijenkom, gram-negativne*; 2) bakterije s debelom staničnom stijenkom, gram-pozitivne**; 3) stijenka beta stanica bakterija (razred Mollicutes - mikoplazme) |
Archsbacteria ne sadrži peptidoglikan u staničnoj stijenci. Imaju posebne ribosome i ribosomsku RNA (rRNA). Pojam "archaebacteria" pojavio se 1977. godine. Ovo je jedan od drevnih oblika života, na što ukazuje prefiks "arche". Među njima nema uzročnika infekcije |
*Među gram-negativnim eubakterijama tankih stijenki razlikovati:
sferni oblici, ili koki (gonokoki, meningokoki, veillonella);
uvijeni oblici - spirohete i spirila;
štapićasti oblici, uključujući rikecije.
** Na gram-pozitivne eubakterije debelih stijenki uključuju:
sferni oblici, ili koki (stafilokoki, streptokoki, pneumokoki);
štapićasti oblici, kao i aktinomicete (granate, filamentozne bakterije), korinebakterije (bataste bakterije), mikobakterije i bifidobakterije (slika 2.1).
Većina Gram-negativnih bakterija grupirana je pod Proteobacteria phylum. na temelju sličnosti u ribosomskoj RNA "Proteobacteria" - nazvana po grčkom bogu Proteju. poprimajući razne oblike). Nastali su iz opće fotosinteze tic predak.
Gram-pozitivne bakterije, prema proučavanim sekvencama ribosomske RNA, zasebna su filogenetska skupina s dvije velike podpodjele - s visokim i niskim omjerom G+ C (genetska sličnost). Kao i proteobakterije, ova skupina je metabolički raznolika.
Na domenu "bakterije»obuhvaća 22 vrste, od kojihSljedeće je od medicinske važnosti:
VrstaProteobakterije
Klasa Alfaproteobakterije. porođaj: rikecije, orijencije, erlihije, bartonele, brucele
Klasa Betaproteobakterije. porođaj: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Klasa Gamaproteobakterije. porođaj: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Yersinia, Pasteurella
Klasa Deltaproteobakterije. Rod: Bilophila
Klasa Epsilonproteobakterije. porođaj: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
VrstaFirmicutes (glavniputgrampolo Rezidencija)
Klasa Clostridia. porođaj: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gram negativne)
Klasa Mollicutes. Rodovi: Mycoplasma, Ureaplasma
Klasa bacili. porođaj: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
VrstaActinobacteria
Klasa Actinobacteria. porođaj: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
VrstaClamydiae
Klasa Clamydiae. porođaj: Clamydia, Clamydophila
VrstaSpirohete
Klasa Spirohete. porođaj: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Tip Bacteroides
Klasa Bacteroides. porođaj: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Klasa Flavobakterije. Porod: Flavobakterija
Podjela bakterija prema strukturnim značajkama stanične stijenke povezana je s mogućom varijabilnošću njihove boje u jednoj ili drugoj boji prema Gramovoj metodi. Prema ovoj metodi, koju je 1884. predložio danski znanstvenik H. Gram, ovisno o rezultatima bojenja, bakterije se dijele na gram-pozitivne, obojene plavo-ljubičasto, i gram-negativne, obojene crveno. Međutim, pokazalo se da bakterije s takozvanim gram-pozitivnim tipom stanične stijenke (deblje od one kod gram-negativnih bakterija), primjerice bakterije iz roda Mobiluncus i neke bakterije koje stvaraju spore, umjesto uobičajenih gram -pozitivna boja, imaju gram-negativnu boju. Stoga su za taksonomiju bakterija značajke strukture i kemijskog sastava staničnih stijenki važnije od bojenja po Gramu.
2.2.1. Oblici bakterija
Postoji nekoliko osnovnih oblika bakterija (vidi sl. 2.1) - kokoidni, štapićasti, uvijeni i razgranati, nitasti oblici bakterija.
Sferni oblici ili koke,- kuglaste bakterije veličine 0,5-1,0 mikrona*, koje se međusobnim rasporedom dijele na mikrokoke, diplokoke, streptokoke, tetrakokoke, sarcine i stafilokoki.
mikrokoke(od grčkog. mikroskopski - male) - odvojeno smještene ćelije.
diplokoke(od grčkog. diploos - dvostruki), ili upareni koki, raspoređeni u parovima (pneumokok, gonokok, meningokok), budući da se stanice ne razilaze nakon diobe. Pneumokok (uzročnik upale pluća) ima kopljast oblik na suprotnim stranama, i gonokok(uzročnik gonoreje) i meningokok (uzročnik epidemijskog meningitisa) oblika su zrna kave okrenuta jedno prema drugom s konkavnom površinom.
streptokoki(od grčkog. streptos - lanac) - stanice zaobljenog ili izduženog oblika koje čine lanac zbog stanične diobe u istoj ravnini i održavanja međusobne veze na mjestu diobe.
Sarcins(od lat. Sarcina - snop, bala) raspoređeni su u obliku paketa od 8 ili više koka, budući da nastaju diobom stanica u tri međusobno okomite ravnine.
Stafilokok(od grčkog. stafilus - grozd grožđa) - koki, raspoređeni u obliku grozda kao rezultat podjele u različitim ravninama.
štapićaste bakterije razlikuju se po veličini, obliku krajeva stanice i međusobnom položaju stanica. Duljina stanica varira od 1,0 do 10 µm, debljina - od 0,5 do 2,0 µm. Štapići mogu biti ispravni (E. coli i dr.) i neispravni (Corynebacterium i itd.) oblici, uključujući grananje, na primjer, u aktinomicetama. Rikecije su među najmanjim štapićastim bakterijama.
Krajevi štapića mogu biti takoreći odrezani (bacil antraksa), zaobljeni (E. coli), šiljasti (fuzobakterije) ili u obliku zadebljanja. U potonjem slučaju štap izgleda kao buzdovan (Corynebacterium diphtheria).
Lagano zakrivljeni štapići nazivaju se vibrioni (Vibrio cholerae). Većina štapićastih bakterija raspoređena je nasumično, jer se nakon diobe stanice razilaze. Ako stanice ostanu povezane nakon diobe,
mi zajednički fragmenti stanične stijenke i ne divergiraju, nalaze se pod kutom jedni prema drugima (corynebacterium diphtheria) ili tvore lanac (anthrax bacillus).
Zamršeni oblici- bakterije spiralnog oblika, na primjer spirila, koji imaju izgled zavojitih stanica u obliku vadičepa. Patogena spirila je uzročnik sodokua (bolest ugriza štakora). U zavojite također spadaju campylobacter i helikobakterije, koje imaju krivulje poput krila letećeg galeba; bliske su im bakterije kao što su spirohete. Spirohete- tanka, dugačka, uvijena
spiralne) bakterije koje se od spirile razlikuju po pokretljivosti zbog fleksijskih promjena u stanicama. Spirohete su građene od vanjske membrane
stanična stijenka) koja okružuje protoplazmatski cilindar s citoplazmatskom membranom i aksijalnim filamentom (axystyle). Aksijalni filament nalazi se ispod vanjske membrane stanične stijenke (u periplazmi) i, takoreći, uvija se oko protoplazmatskog cilindra spirohete, dajući joj spiralni oblik (primarni vijuci spirohete). Aksijalni filament sastoji se od periplazmatskih fibrila, analoga bakterijskih flagela, i kontraktilnog je proteina, flagelina. Fibrile su pričvršćene na krajeve stanice (slika 2.2) i usmjerene jedna prema drugoj. Drugi kraj fibrila je slobodan. Broj i mjesto fibrila varira različiti tipovi. Fibrile su uključene u kretanje spiroheta, dajući stanicama rotacijsko, fleksijsko i translacijsko gibanje. U ovom slučaju, spirohete formiraju petlje, kovrče, zavoje, koje se nazivaju sekundarne kovrče. Spirohete
bojila se slabo percipiraju. Obično su obojeni prema Romanovsky-Giemsi ili posrebreni. Žive spirohete se ispituju pomoću fazno-kontrastne ili tamnopoljske mikroskopije.
Spirohete su predstavljene sa 3 roda patogena za ljude: Treponema, borelija, Leptospira.
Treponema(rod Treponema) imaju izgled tankih vadičepovo uvijenih niti s 8-12 jednolikih malih uvojaka. Oko protoplasta treponeme nalaze se 3-4 fibrile (flagele). Citoplazma sadrži citoplazmatske niti. Patogeni predstavnici su T.pallidum - uzročnik sifilisa T.pertenue - uzročnik tropske bolesti – fram besia. Tu su i saprofiti - stanovnici ljudske usne šupljine, mulj rezervoara.
borelija(rod borelija), za razliku od treponema, oni su duži, imaju 3-8 velikih kovrča i 7-20 fibrila. To uključuje uzročnika povratne groznice (NA.recurrentis) i uzročnici lajmske bolesti (NA.burgdorferi i tako dalje.).
Leptospira(rod Leptospira) imaju kovrče plitke i česte - u obliku upletenog užeta. Krajevi ovih spiroheta su zakrivljeni poput kukica sa zadebljanjima na krajevima. Formirajući sekundarne kovrče, poprimaju oblik slova S ili sa; imaju 2 aksijalne niti (flagele). Patogeni predstavnik L. u terrogans uzrokuje leptospirozu kada se proguta s vodom ili hranom, što dovodi do razvoja krvarenja i žutice.
u citoplazmi, a neki u jezgri inficiranih stanica. Žive u člankonošcima (uši, buhe, krpelji) koji su njihovi domaćini ili prijenosnici. Rikecije su dobile ime po X. T. Rickettsu, američkom znanstveniku koji je prvi opisao jedan od uzročnika (pjegava groznica Rocky Mountaina). Oblik i veličina rikecije može varirati (stanice nepravilnog oblika, nitaste) ovisno o uvjetima rasta. Građa rikecije ne razlikuje se od strukture gram-negativnih bakterija.
Rikecije imaju metabolizam neovisan o stanici domaćinu, međutim, moguće je da primaju makroergičke spojeve iz stanice domaćina za svoju reprodukciju. U razmazima i tkivima boje se prema Romanovsky-Giemsa, prema Machiavello-Zdrodovsky (rikecije su crvene, a zaražene stanice plave).
Rikecije uzrokuju epidemijski tifus kod ljudi. (rikecije prowazekii), rikecioza koju prenose krpelji (R. sibirica), Pjegava groznica Rocky Mountaina (R. rikecije) i druge rikecioze.
Elementarna tjelešca ulaze u epitelnu stanicu endocitozom uz stvaranje unutarstanične vakuole. Unutar stanica se povećavaju i pretvaraju u diobena retikularna tijela, tvoreći nakupine u vakuolama (inkluzije). Iz mrežastih tjelešaca nastaju elementarna tjelešca koja egzocitozom ili lizom stanice izlaze iz stanica. Otišao iz
elementarne tjelesne stanice ulaze u novi ciklus, inficirajući druge stanice (sl. 16.11.1). Kod ljudi klamidija uzrokuje oštećenja očiju (trahom, konjunktivitis), urogenitalnog trakta, pluća itd.
aktinomicete- razgranate, nitaste ili štapićaste gram-pozitivne bakterije. Njegovo ime (od grč. actis - Ray, mykes - gljiva) dobili su u vezi s stvaranjem drusena u zahvaćenim tkivima - granule čvrsto isprepletenih niti u obliku zraka koje se protežu od središta i završavaju zadebljanjima u obliku lukovice. Aktinomicete, poput gljiva, tvore micelij - nitaste isprepletene stanice (hife). Oni tvore supstratni micelij, koji nastaje kao rezultat urastanja stanica u hranjivu podlogu, i zraka koji raste na površini podloge. Aktinomicete se mogu dijeliti fragmentiranjem micelija u stanice slične bakterijama u obliku štapića i koka. Na nadzemnim hifama aktinomiceta stvaraju se spore koje služe za razmnožavanje. Spore aktinomiceta obično nisu otporne na toplinu.
Zajedničku filogenetsku granu s aktinomicetama tvore takozvane nokardi slične (nokardioformne) aktinomicete, skupna skupina štapićastih bakterija nepravilnog oblika. Njihovi pojedinačni predstavnici tvore razgranate oblike. Tu spadaju bakterije rodova Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Nocardio-like aktinomicete odlikuju se prisutnošću u staničnoj stijenci šećera arabinoze, galaktoze, kao i mikolne kiseline i velike količine masnih kiselina. Mikolne kiseline i lipidi stanične stijenke određuju otpornost bakterija na kiselinu, posebno Mycobacterium tuberculosis i lepre (kada su obojene prema Ziehl-Nelsenu, crvene su, a bakterije koje nisu otporne na kiseline i elementi tkiva, sputum su plavi).
Patogene aktinomicete uzrokuju aktinomikozu, nokardija - nokardiozu, mikobakterije - tuberkulozu i lepru, korinebakterije - difteriju. Saprofitni oblici aktinomiceta i aktinomiceta sličnih nokardiji široko su rasprostranjeni u tlu, mnogi od njih su proizvođači antibiotika.
stanične stijenke- čvrsta, elastična struktura koja daje bakteriji određeni oblik i zajedno s temeljnom citoplazmatskom membranom "obuzdava" visoki osmotski tlak u bakterijskoj stanici. Uključen je u proces diobe stanica i transport metabolita, ima receptore za bakteriofage, bakteriocine i razne tvari. Najdeblja stanična stijenka u gram-pozitivnih bakterija (sl. 2.4 i 2.5). Dakle, ako je debljina stanične stijenke gram-negativnih bakterija oko 15-20 nm, tada kod gram-pozitivnih bakterija može doseći 50 nm ili više.
mikoplazme- male bakterije (0,15-1,0 mikrona), okružene samo citoplazmatskom membranom. Oni pripadaju klasi Mollicutes, sadrže sterole. Zbog nedostatka stanične stijenke mikoplazme su osmotski osjetljive. Imaju različite oblike: kokoidne, filiformne, u obliku tikvice. Ovi oblici vidljivi su fazno-kontrastnom mikroskopijom čistih kultura mikoplazmi. Na gustoj hranjivoj podlozi mikoplazme formiraju kolonije koje podsjećaju na pečena jaja: središnji neprozirni dio uronjen u podlogu i prozirna periferija u obliku kruga.
Mikoplazme uzrokuju SARS kod ljudi (mikoplazma pneumoniae) i lezije urinarnog trakta (M.homi- nis i tako dalje.). Mikoplazme uzrokuju bolesti ne samo kod životinja, već i kod biljaka. Nepatogeni predstavnici prilično su rašireni.
2.2.2. Građa bakterijske stanice
Struktura bakterija dobro je proučena pomoću elektronske mikroskopije cijelih stanica i njihovih ultratankih presjeka, kao i drugim metodama. Bakterijska stanica je okružena membranom koja se sastoji od stanične stijenke i citoplazmatske membrane. Ispod ljuske nalazi se protoplazma, koja se sastoji od citoplazme s inkluzijama i jezgre koja se naziva nukleoid. Postoje dodatne strukture: kapsula, mikrokapsula, sluz, flagela, pili (slika 2.3). Neke bakterije u nepovoljnim uvjetima mogu stvarati spore.
U staničnoj stijenci Gram-pozitivnih bakterija sadrži malu količinu polisaharida, lipida, proteina. Glavni sastojak stanične stijenke ovih bakterija je višeslojni peptidoglikan (mu-rein, mukopeptid), koji čini 40-90% mase stanične stijenke. Teihoične kiseline (od grč. teichos - zid), čije su molekule lanci od 8-50 ostataka glicerola i ribitola povezanih fosfatnim mostovima. Oblik i snagu bakterije daje kruta vlaknasta struktura višeslojnog, umreženog peptidnog peptidoglikana.
Peptidoglikan je predstavljen paralelnim molekulama glikana. koji se sastoji od ponavljajućih ostataka N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline povezanih glikozidnom vezom. Ove veze prekida lizozim, koji je acetilmuramidaza. Molekule glikana povezane su preko N-acetilmuramske kiseline križnom peptidnom vezom od četiri aminokiseline ( tetrapeptid). Otuda i naziv ovog polimera - peptidoglikan.
Temelj peptidne veze peptidoglikana gram-negativnih bakterija su tetrapeptidi, koji se sastoje od naizmjeničnih L- i D-aminokiselina, na primjer: L-alanin - D-glutaminska kiselina - mezo-diaminopimelična kiselina - D-alanin. Na E.coli (gram-negativne bakterije) peptidni lanci međusobno su povezani preko D-alanina jednog lanca i mezo-diaminopimel-
nova kiselina – druga. Sastav i struktura peptidnog dijela peptidoglikana gram-negativnih bakterija su stabilni, za razliku od peptidoglikana gram-pozitivnih bakterija, čije se aminokiseline mogu razlikovati u sastavu i slijedu. Peptidoglikan tetrapeptidi u Gram-pozitivnih bakterija međusobno su povezani polipeptidnim lancima od 5 ostataka.
glicin (pentaglicin). Umjesto mezo-diamino-pimelične kiseline često sadrže lizin. Glikanski elementi (acetilglukozamin i acetilmuramska kiselina) i tetrapeptidne aminokiseline (mezo-diaminopimelična i D-glutaminska kiselina, D-alanin) su posebnost bakterija, budući da ih nema kod životinja i ljudi.
Sposobnost gram-pozitivnih bakterija da zadrže encijan violet u kombinaciji s jodom (plavo-ljubičasta boja bakterija) tijekom bojanja po Gramu povezana je sa svojstvom višeslojnog peptidoglikana da stupa u interakciju s bojom. Osim toga, naknadni tretman razmaza bakterije alkoholom uzrokuje sužavanje pora u peptidoglikanu i time zadržava boju u staničnoj stijenci. Gram-negativne bakterije gube boju nakon izlaganja alkoholu, što je posljedica manje količine peptidoglikana (5-10% mase stanične stijenke); alkoholom se mijenja boja, a tretiranjem fuksinom ili safraninom pocrveni.
NA sastav stanične stijenke gram-negativnih bakterija ulazi vanjska membrana, povezana pomoću lipoproteina s donjim slojem peptidoglikana (sl. 2.4 i 2.6). Vanjska membrana na elektronskoj mikroskopiji ultratankih presjeka bakterija ima oblik valovite troslojne strukture slične unutarnjoj membrani, koja se naziva citoplazmatskom. Glavna komponenta ovih membrana je bimolekularni (dvostruki) sloj lipida.
Vanjska membrana je mozaična struktura koju predstavljaju lipopolisaharidi, fosfolipidi i proteini. Njegov unutarnji sloj predstavljen je fosfolipidima, au vanjskom sloju nalazi se lipopolisaharid(LPS). Dakle, vanjska membrana je asimetrična. LPS vanjske membrane sastoji se od tri fragmenta:
lipid A - konzervativna struktura, gotovo ista u gram-negativnih bakterija;
jezgra, ili šipka, dio kore (lat. jezgra - jezgra), relativno konzervativna struktura oligosaharida;
visoko varijabilni O-specifični polisaharidni lanac formiran ponavljanjem identičnih sekvenci oligosaharida.
LPS je "usidren" u vanjskoj membrani pomoću lipida A, koji određuje toksičnost LPS-a i stoga se identificira s endotoksinom. Uništavanje bakterija antibioticima dovodi do oslobađanja velike količine endotoksina, što može izazvati endotoksični šok kod bolesnika. Od lipida A polazi jezgra, odnosno jezgreni dio LPS-a. Najkonstantniji dio LPS jezgre je keto-deoksioktonska kiselina (3-deoksi-O-man-no-2-oktulozonska kiselina). O-specifični lanac koji se proteže od središnjeg dijela LPS molekule određuje serogrupu, serovar (vrsta bakterije otkrivene pomoću imunološkog seruma) određenog bakterijskog soja. Dakle, koncept LPS-a povezan je s idejama o O-antigenu, prema kojem se bakterije mogu razlikovati. Genetske promjene mogu dovesti do defekata, "skraćivanja" LPS-a bakterija i kao posljedicu pojave "hrapavih" kolonija R-formi.
Proteini matriksa vanjske membrane prodiru u nju na način da proteinske molekule nazvane porini omeđuju hidrofilne pore kroz koje prolaze voda i male hidrofilne molekule relativne mase do 700 Da.
Između vanjske i citoplazmatske membrane nalazi se periplazmatski prostor ili periplazma u kojoj se nalaze enzimi (proteaze, lipaze, fosfataze,
nukleaze, beta-laktamaze), kao i komponente transportnih sustava.
U slučaju kršenja sinteze bakterijske stanične stijenke pod utjecajem lizozima, penicilina, zaštitnih čimbenika tijela i drugih spojeva, nastaju stanice promijenjenog (često sferičnog) oblika: protoplasti - bakterije potpuno lišene stanične stijenke. ; sferoplasti su bakterije s djelomično očuvanom staničnom stijenkom. Nakon uklanjanja inhibitora stanične stijenke, tako promijenjene bakterije mogu reverzirati, tj. dobiti punu staničnu stijenku i vratiti svoj izvorni oblik.
Bakterije sfero- ili protoplastnog tipa koje su izgubile sposobnost sintetiziranja peptidoglikana pod utjecajem antibiotika ili drugih čimbenika i sposobne su se razmnožavati nazivaju se L-forme (prema nazivu Instituta D. Lister, gdje su prvi put proučavane) . L-forme također mogu nastati kao rezultat mutacija. To su osmotski osjetljive, sferične stanice u obliku tikvice različitih veličina, uključujući i one koje prolaze kroz bakterijske filtre. Neki L-oblici (nestabilni) kada se ukloni čimbenik koji je doveo do promjena u bakteriji, mogu se preokrenuti, "vratiti" se u izvornu bakterijsku stanicu. L-forme mogu tvoriti mnoge uzročnike zaraznih bolesti.
citoplazmatska membrana ana pod elektronskom mikroskopijom ultratankih presjeka radi se o troslojnoj membrani (2 tamna sloja debljine 2,5 nm svaki su odvojena svijetlim - intermedijerom). U strukturi (vidi sl. 2.5 i 2.6), sličan je plazmalemi životinjskih stanica i sastoji se od dvostrukog sloja lipida, uglavnom fosfolipida, s ugrađenim površinskim i integralnim proteinima, kao da prodiru kroz strukturu membrane. Neki od njih su permeaze uključene u transport tvari.
Citoplazmatska membrana je dinamička struktura s pokretnim komponentama, stoga se prikazuje kao pokretna fluidna struktura. Okružuje vanjski dio bakterijske citoplazme i uključen je u regulaciju osmotskog tlaka.
ion, transport tvari i energetski metabolizam stanice (zbog enzima transportnog lanca elektrona, adenozin trifosfataze i dr.).
Pretjeranim rastom (u usporedbi s rastom stanične stijenke) citoplazmatska membrana stvara invaginate - invaginacije u obliku složeno uvijenih membranskih struktura, zvanih mezosomi. Manje složene upletene strukture nazivaju se intracitoplazmatske membrane. Uloga mezosoma i intracitoplazmatskih membrana nije u potpunosti razjašnjena. Čak se sugerira da su artefakt koji nastaje nakon pripreme (fiksacije) preparata za elektronsku mikroskopiju. Ipak, vjeruje se da derivati citoplazmatske membrane sudjeluju u diobi stanica, osiguravajući energiju za sintezu stanične stijenke, sudjeluju u izlučivanju tvari, sporulaciji, tj. u procesima s velikim utroškom energije.
Citoplazma zauzima glavni volumen bakterijske stanice i sastoji se od topljivih proteina, ribonukleinske kiseline, inkluzije i brojne male granule - ribosome odgovorne za sintezu (prevođenje) proteina.
Bakterijski ribosomi su veličine oko 20 nm i imaju sedimentacijski koeficijent 70S, za razliku od SOS ribosoma karakterističnih za eukariotske stanice. Stoga se neki antibiotici vežu na bakterijske ribosome i inhibiraju sintezu bakterijskih proteina bez utjecaja na sintezu proteina u eukariotskim stanicama. Bakterijski ribosomi mogu disocirati u dvije podjedinice, 50S i 30S. Ribosomska RNA (rRNA) su konzervativni elementi bakterija ("molekularni sat" evolucije). 16S rRNA dio je male podjedinice ribosoma, a 23S rRNA dio je velike podjedinice ribosoma. Proučavanje 16S rRNA temelj je genske sistematike, što omogućuje procjenu stupnja srodnosti organizama.
U citoplazmi postoje različite inkluzije u obliku glikogenskih granula, polisaharida, beta-hidroksimaslačne kiseline i polifosfata (volutin). Akumuliraju se kada postoji višak hranjivih tvari u okolišu i
igraju ulogu rezervnih tvari za prehrambene i energetske potrebe.
Volyutin ima afinitet prema osnovnim bojama i lako se detektira posebnim metodama bojenja (na primjer, prema Neisseru) u obliku metakromatskih granula. Toluidinsko modrilo ili metilensko modrilo boji volutin crveno-ljubičasto, a bakterijsku citoplazmu plavo. Karakterističan raspored granula volutina otkriva se kod bacila difterije u obliku intenzivno obojenih polova stanice. Metakromatsko bojenje volutina povezano je s visokim sadržajem polimeriziranog anorganskog polifosfata. Pod elektronskom mikroskopijom izgledaju kao granule s elektronskom gustinom veličine 0,1-1,0 µm.
Nukleoid je ekvivalent jezgre u bakterijama. Nalazi se u središnjoj zoni bakterije u obliku dvolančane DNA, zatvorene u prsten i zbijene poput lopte. Jezgra bakterija, za razliku od eukariota, nema jezgrinu, jezgru i bazične bjelančevine (histone). Bakterijska stanica obično sadrži jedan kromosom, predstavljen molekulom DNA zatvorenom u prsten.Ako je dioba poremećena, u njoj se mogu konvergirati 4 ili više kromosoma. Nukleoid se detektira u svjetlosnom mikroskopu nakon bojenja metodama specifičnim za DNA: prema Feulgenu ili Romanovsky-Giemsi. Na obrascima difrakcije elektrona ultratankih presjeka bakterija, nukleoid ima oblik svijetlih zona s fibrilarnim, filamentoznim strukturama DNA povezanim s određenim područjima s
citoplazmatska membrana ili mezozo-
mine uključeni u replikaciju kromosoma (vidi slike 2.5 i 2.6).
Osim nukleoida predstavljenog jednim
kromosoma, u bakterijskoj stanici postoje
ekstrakromosomski faktori nasljeđa -
plazmidi (vidi odjeljak 5.1.2.), koji predstavljaju
kovalentno zatvorenih prstenova DNA.
Kapsula, mikrokapsula, sluz . Kapsula-
sluzava struktura debela od 0,2 mikrona, čvrsto povezana sa staničnom stijenkom bakterije i ima jasno definirane vanjske granice. Kapsula se razlikuje u razmazima-otiscima patološkog materijala. U čistim kulturama bakterija nastaje kapsula
rjeđe. Otkriva se posebnim Burri-Gins metodama bojenja razmaza koje stvaraju negativan kontrast tvari kapsule: tinta stvara tamnu pozadinu oko kapsule.
Čahura se sastoji od polisaharida (egzopolisaharida), ponekad polipeptida; na primjer, u bacilu antraksa sastoji se od polimera D-glutaminske kiseline. Kapsula je hidrofilna, sadrži veliku količinu vode. Sprječava fagocitozu bakterija. Antigen-on kapsule: uzrokuju antitijela protiv kapsule povećanje (odgovor na oticanje i ja kapsula ly).
Mnoge bakterije tvore mikrokapsule - sluzavu formaciju debljine manje od 0,2 mikrona, koja se otkriva samo elektronskom mikroskopijom. Sluz treba razlikovati od kapsule – mukoidnih egzopolisaharida koji nemaju jasne vanjske granice. Sluz je topiv u vodi.
Mukoidni egzopolisaharidi karakteristični su za mukoidne sojeve Pseudomonas aeruginosa, često se nalaze u ispljuvku bolesnika s cističnom fibrozom. Bakterijski egzopolisaharidi sudjeluju u adheziji (lijepljenju za podloge); također se naziva gliko-
čaška. Osim sinteze egzopolisaharida od strane bakterija, postoji još jedan mehanizam za njihov nastanak: djelovanjem ekstracelularnih bakterijskih enzima na disaharide. Kao rezultat toga nastaju dekstrani i levani.
Čahura i sluz štite bakterije od oštećenja i isušivanja, jer kao hidrofilni dobro vežu vodu i sprječavaju djelovanje zaštitnih čimbenika makroorganizama i bakteriofaga.
Bičevi bakterije određuju pokretljivost bakterijske stanice. Flagele su tanke niti koje potječu iz citoplazmatske membrane i dulje su od same stanice (slika 2.7). Flagele su debele 12-20 nm i dugačke 3-15 µm. Sastoje se od 3 dijela: spiralne niti, kukice i bazalnog tijela koje sadrži štapić s posebnim diskovima (1 par diskova kod gram-pozitivnih i 2 para kod gram-negativnih bakterija). Diskovi flagela pričvršćeni su za citoplazmatsku membranu i staničnu stijenku. To stvara učinak elektromotora sa šipkom - rotorom koji okreće flagellum. Kao izvor energije koristi se razlika protonskih potencijala na citoplazmatskoj membrani. Mehanizam rotacije osigurava proton ATP sintetaza. Brzina rotacije flagelluma može doseći 100 okretaja u minuti. Ako bakterija ima nekoliko flagela, počinju se okretati sinkrono, ispreplićući se u jedan snop, tvoreći neku vrstu propelera.
Flagele se sastoje od proteina koji se zove flagelin. flagelum - flagellum), koji je antigen - tzv. H-antigen. Podjedinice flagelina su namotane.
Broj bičeva u bakterija raznih vrsta varira od jednog (monotrich) u Vibrio cholerae do deset ili stotina bičeva koji se protežu duž perimetra bakterije (peritrih), u Escherichia coli, Proteus, itd. Lophotrichous imaju snop bičeva na jedan kraj ćelije. Amphitrichousi imaju jedan bič ili snop bičeva na suprotnim krajevima stanice.
Flagele se otkrivaju elektronskom mikroskopijom preparata poprskanih teškim metalima ili u svjetlosnom mikroskopu nakon obrade posebnim metodama koje se temelje na jetkanju i adsorpciji raznih
tvari koje dovode do povećanja debljine flagela (na primjer, nakon posrebrivanja).
resice, odnosno pili(fimbria) - nitaste tvorevine (sl. 2.7), tanje i kraće (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikrona) od flagela. Pili se protežu od površine stanice i sastoje se od proteina pilina. Imaju antigensko djelovanje. Postoje pili odgovorni za adheziju, odnosno za pričvršćivanje bakterija na zahvaćenu stanicu, kao i pili odgovorni za prehranu, metabolizam vode i soli i spolnu (F-pili), odnosno konjugaciju, piće.
Pije se obično mnogo - nekoliko stotina po kavezu. Međutim, ona obično ima 1-3 spolne pile po stanici: formiraju ih takozvane "muške" donorske stanice koje sadrže prenosive plazmide (F-, R-, Sol-plazmidi). Posebna značajka spolnih pila je njihova interakcija s posebnim "muškim" sfernim bakteriofagima, koji se intenzivno adsorbiraju na spolnim pilima (slika 2.7).
polemika- osebujan oblik mirujućih bakterija s gram-pozitivnom vrstom strukture stanične stijenke (slika 2.8).
Spore nastaju u nepovoljnim uvjetima za postojanje bakterija (sušenje, nedostatak hranjivih tvari i sl.). Unutar bakterijske stanice nastaje jedna spora (endospora). Stvaranje spora doprinosi očuvanju vrste i nije način razmnožavanja, kao kod gljiva.
bakterije roda koje stvaraju spore bacil, gčija veličina spora ne prelazi promjer stanice nazivaju se bacili. Bakterije koje stvaraju spore, kod kojih veličina spora premašuje promjer stanice, zbog čega imaju oblik vretena, nazivaju se klostridije, npr. bakterije roda Clostridium (lat. Clostridium - vreteno). Spore su otporne na kiseline, pa se boje crveno prema metodi Aujeszkog ili prema metodi Ziehl-Nelsena, a vegetativna stanica je plava.
Sporulacija, oblik i položaj spora u stanici (vegetativno) je svojstvo vrste bakterija, koje ih omogućuje međusobno razlikovanje. Oblik spora može biti ovalan, sferičan; mjesto u stanici je terminalno, odnosno na kraju štapića (kod uzročnika tetanusa), subterminalno - bliže kraju štapića (kod uzročnika botulizma, plinske gangrene) i središnje kod antraksa bacil).
Postupak stvaranje spora(sporulacija) prolazi kroz niz faza, tijekom kojih se dio citoplazme i kromosoma bakterijske vegetativne stanice odvajaju, okružuju rastućom citoplazmatskom membranom, te nastaje prospora. Prospora je okružena dvjema citoplazmatskim membranama, između kojih je formiran debeli promijenjeni peptidoglikanski sloj kore (kore). Iznutra dolazi u kontakt sa staničnom stijenkom spore, a izvana - s unutarnjom ljuskom spore. Vanjski omotač spore tvori vegetativna stanica. Spore nekih bakterija imaju dodatni pokrov - egzosporija. Tako nastaje višeslojna slabo propusna ljuska. Sporulacija je popraćena intenzivnim trošenjem dipikolinske kiseline i kalcijevih iona od strane prospore, a potom i ljuske spore u nastajanju. Spore stječe otpornost na toplinu,što je povezano s prisutnošću kalcijevog dipikolinata u njemu.
Spora može postojati dugo vremena zbog prisutnosti višeslojne ljuske, kalcijevog dipikolinata, niskog sadržaja vode i usporenih metaboličkih procesa. U tlu, na primjer, uzročnici antraksa i tetanusa mogu postojati desetljećima.
Pod povoljnim uvjetima, spore klijaju prolazeći kroz tri uzastopne faze:
inicijacija, inicijacija, rast. U tom slučaju iz jedne spore nastaje jedna bakterija. Aktivacija je spremnost za klijanje. Na temperaturi od 60-80 °C spora se aktivira za klijanje. Početak klijanja traje nekoliko minuta. Stadij rasta karakterizira brz rast, popraćen uništavanjem ljuske i oslobađanjem sadnice.
Bakterije su prokariotski mikroorganizmi stanične građe. Njihove veličine su od 0,1 do 30 mikrona. Mikrobi su vrlo česti. Žive u tlu, zraku, vodi, snijegu pa čak i toplim izvorima, na tijelu životinja, kao i unutar živih organizama, uključujući i ljudsko tijelo.
Podjela bakterija na vrste temelji se na nekoliko kriterija, među kojima se najčešće uzima u obzir oblik mikroorganizama i njihov prostorni raspored. Dakle, prema obliku stanica bakterije se dijele na:
Coci - mikro-, diplo-, strepto-, stafilokoki, kao i sarcini;
Štapićastog oblika - monobakterije, diplobakterije i streptobakterije;
Zamršene vrste - vibrioni i spirohete.
Burgeyeva determinanta sistematizira sve poznate bakterije prema načelima identifikacije bakterija koja su našla najširu rasprostranjenost u praktičnoj bakteriologiji, na temelju razlika u građi stanične stijenke iu odnosu na bojenje po Gramu. Opis bakterija dan je po skupinama (odsjecima), koje uključuju porodice, rodove i vrste; u nekim slučajevima grupe uključuju klase i redove. Bakterije patogene za ljude uvrštene su u mali broj skupina.
Ključ razlikuje četiri glavne kategorije bakterija -
Gracillicutes [od lat. gracilis, graciozan, tanak, + cutis, koža] - vrsta s tankom staničnom stijenkom, obojena gram negativan;
firmicutes [od lat. flrmus, jak, + cutis, koža] - bakterije s debelom staničnom stijenkom, bojenje gram pozitivni;
Tenericutes [od lat. tener, nježan, + cutis, koža] - bakterije koje nemaju staničnu stijenku(mikoplazme i drugi članovi razreda Mollicutes)
Mendosicutes [od lat. mendosus, nepravilan, + cutis, koža] - arhebakterije (metan- i sulfat-reducirajuće, halofilne, termofilne i arhebakterije, bez stanične stijenke).
2. grupa Burgeyeva determinanta. Aerobne i mikroaerofilne pokretne uvijene i zakrivljene Gram-negativne bakterije. Vrste patogene za ljude uključene su u rodove Campylobacter, Helicobacters Spirillum.
3. skupina Bergeyeve determinante. Nepokretne (rijetko pokretne) Gram-negativne bakterije. Ne sadrži patogene vrste.
4. skupina Burgeyeve determinante. Gram-negativne aerobne i mikroaerofilne štapiće i koke. Vrste patogene za ljude uključene su u obitelji Legionellaceae, Neisseriaceae i Pseudomonada-ceae, a skupina također uključuje patogene i oportunističke bakterije iz rodova Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella i Moraxella.
Grupa 5 Bergeyeve determinante. Fakultativni anaerobni Gram-negativni štapići. Skupinu tvore tri porodice - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae i Pasteurellaceae, od kojih svaka uključuje patogene vrste, kao i patogene i oportunističke bakterije iz rodova Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella i Streptobacillus.
6. skupina Bergeyeve determinante. Gram-negativne anaerobne ravne, zakrivljene i spiralne bakterije. Patogene i oportunističke vrste uključene su u rodove Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas i Prevotelta.
7. skupina Bergeyeve determinante. Bakterije koje izvode redukciju disimilacije sulfata ili sumpora Ne uključuje patogene vrste.
Grupa 8 Bergeyeve determinante. Anaerobni gram-negativni koki. Uključuje oportunističke bakterije iz roda Veillonella.
Grupa 9 Bergeyeve determinante. Rikecije i klamidije. Tri obitelji - Rickettsiaceae, Bartonellaceae i Chlamydiaceae, od kojih svaka sadrži vrste patogene za ljude.
Skupine 10 i 11 Burgeyeva vodiča uključuju anoksi- i oksigene fototrofne bakterije koje nisu patogene za ljude.
Grupa 12 Burgeyeve determinante. Aerobne kemolitotrofne bakterije i srodni organizmi. Kombinira sumpor-željezo- i mangan-oksidirajuće i nitrifikacijske bakterije koje ne uzrokuju štetu ljudima.
Skupine 13 i 14 Burgeyeva vodiča uključuju bakterije koje pupaju i/ili izrastaju te bakterije koje stvaraju ovojnicu. Predstavljaju ga slobodnoživuće vrste, koje nisu patogene za ljude;
Grupe 15 i 16 Burgeyeva vodiča objedinjuju klizne bakterije koje ne formiraju plodna tijela i formiraju ih. Skupine ne uključuju vrste patogene za ljude.
Grupa 17 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivni koki. Uključuje oportunističke vrste iz rodova Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus.
Grupa 18 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivne štapiće i koke koje stvaraju spore. Uključuje patogene, uvjetno patogene štapiće rodova Clostridium i Bacillus.
Grupa 19 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivne šipke pravilnog oblika koje stvaraju spore. Uključujući oportunističke vrste iz rodova Erysipelothrix i Listeria.
Grupa 20 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivne šipke nepravilnog oblika koje stvaraju spore. Skupina uključuje patogene i oportunističke vrste iz rodova Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus i dr.
Grupa 21 Burgeyeve determinante. Mikobakterije. Uključuje jedini rod Mycobacterium, koji kombinira patogene i oportunističke vrste.
Grupe 22-29. Aktinomicete. Među brojnim vrstama samo su nokardioformne aktinomicete (skupina 22) iz rodova Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi i Terrabacter sposobne uzrokovati lezije kod ljudi.
Grupa 30 Burgeyeve determinante. mikoplazme. Vrste uključene u rod Acholeplasma, Mycoplasma i Ureaplasma su patogene za ljude.
Preostale skupine Bergeyeve odrednice - metanogene bakterije (31), sulfat reducirajuće bakterije (32 ekstremno halofilne aerobne arhebakterije (33), arhebakterije bez stanične stijenke (34), ekstremno termofilne i hipertermofilne, metabolizirajuće sumpor (35) - ne sadrže vrste patogene za ljude.
Suvremenu klasifikaciju (grupiranje) mikroorganizama predložio je 1980. američki mikrobiolog bergy. Prema ovoj klasifikaciji, cijeli svijet mikroba podijeljen je u tri carstva: bakterije, gljivice, viruse.
Tko su oni? Kako bih saznala, otišla sam u školsku knjižnicu, gdje mi je naša knjižničarka pomogla proći kroz literaturu u potrazi za odgovorom.
Ime mikroorganizama dolazi od latinske riječi micros - malen. Dakle, mikroorganizmi (mikrobi) su jednostanični organizmi veličine manje od 0,1 mm, koji se ne mogu vidjeti prostim okom.
Pojavio se na Zemlji mnogo milijardi godina prije pojave čovjeka! Imaju razne oblike. Neki su nepokretni, dok drugi imaju trepavice ili flagele pomoću kojih se kreću.
Većina mikroba udiše zrak aerobi.
Za druge je zrak štetan – jest anaerobi.
U svjetskoj klasifikaciji mikrobi se dijele na patogeni(patogene) i nepatogenih mikroba. Tu spadaju bakterije, virusi, niže mikroskopske gljive (mukor, kvasac) i alge, protozoe (
).
Prilog 1
Klasifikacija mikroorganizama
Iz lekcija iz svijeta koji me okružuje, naučio sam da su bakterije, prije smatrane mikroskopskim biljkama, sada odvojene u neovisno kraljevstvo bakterija - jedno od četiri u trenutnom sustavu klasifikacije, zajedno s biljkama, životinjama i gljivama.
(drugi grčki - štapić) - to su jednostanični mikroorganizmi, karakterizirani staničnom sličnošću, različitih oblika: sferni - koke, u obliku šipke - bacili, zakrivljen - vibrioti, spirala - spirila, u obliku lanca - streptokoki, u obliku grozdova - stafilokoki (
).
Dodatak 2
Podjela bakterija prema obliku
| naziv bakterije | Oblik bakterije | Slika bakterije |
| koke | kuglastog | |
| Bacil | štapićastog oblika | |
| Vibrio | zakrivljen, zarez |  |
| Spirila | Spirala |  |
| streptokoki | Lanac |  |
| Stafilokok | grozdovi |  |
| diplokoke | Dvije okrugle bakterije u jednoj kapsuli |
Do sada je opisano oko deset tisuća vrsta bakterija. Grana mikrobiologije bavi se proučavanjem bakterija bakteriologija.
(lat. virus poison) - najprimitivniji organizmi na zemlji veličine 20-300 nm. Razmnožavaju se samo unutar živih stanica tijela. Nemaju staničnu strukturu. U slobodnom stanju u njima se ne odvijaju metabolički procesi.
(niže) su jednostanične gljive. Ove gljive uključuju dobro poznatu bijelu plijesan ( mukor gljiva). Takva se gljivica često razvija na kruhu ili povrću i isprva izgleda kao vata - bijela pahuljasta tvar koja postupno crni. Unatoč činjenici da u svakodnevnom životu sluz uzrokuje štetu, u prirodi ima korisnu funkciju, razgrađuju mrtve organizme.
Posebnu nišu u mikrobiološkim istraživanjima zauzima skupina jednostaničnih gljiva koje žive u tekućem mediju, bogatom organska tvar koristi u procesima fermentacije.
(cijanobakterije) je vrsta najstarijih velikih bakterija sposobnih za fotosintezu, praćenu oslobađanjem kisika.
- mnogo različitih organizama, čije se tijelo sastoji od jedne stanice ( infuzorija, ameba, zelena euglena...).
Dakle, prema klasifikaciji koju sam razmotrio, postoji ogroman broj mikroorganizama koji postoje i razmnožavaju se u uvjetima koji su ugodni za svaku vrstu. Svaka vrsta mikroorganizama ovisi o staništu i obavlja određene funkcije.
Bakterije su jednostanični organizmi koji nemaju klorofil.
bakterije su sveprisutne, nastanjuju sva staništa. Najveći broj ih se nalazi u tlu na dubini do 3 km (do 3 milijarde u jednom gramu tla). Mnogo ih ima u zraku (na visini do 12 km), u organizmima životinja i biljaka (i živih i mrtvih), a ni ljudsko tijelo nije iznimka.
Među bakterijama postoje fiksni i pokretni oblici. Bakterije se kreću uz pomoć jednog ili više flagela, koje se nalaze na cijeloj površini tijela ili na određenom području.
Bakterijske stanice su različitih oblika:
- sferne - koke,
- štapićasti - bacili,
- u obliku zareza - vibriosi,
- zamršen – spirila.
koke:
Monokoki: one su odvojene stanice.
Diplokoke: to su parne koke, nakon diobe mogu stvarati parove.
Neisserov gonokok: uzročnik gonoreje
Pneumokok: uzročnik lobarne pneumonije
Meningokok: uzročnik meningitisa (akutne upale moždanih ovojnica)
Streptokoki: To su stanice zaobljenog oblika, koje nakon diobe tvore lance.
α - viridescentni streptokok
β - hemolitički streptokoki, uzročnici šarlaha, tonzilitisa, faringitisa...
γ - nehemolitički streptokoki
Stafilokoki: ovo je skupina mikroorganizama koja se nije raspršila nakon diobe, formira ogromne nasumične nakupine.
Uzročnik: gnojne bolesti, sepsa, čirevi, apscesi, flegmone, mastitis, piodermatitis i upala pluća u novorođenčadi.
Sarcins: ovo je nakupljanje koka u skupinama u obliku vrećica od 8 ili više koka.
U obliku šipke:
To su bakterije cilindričnog oblika, slične štapićima veličine 1-5 × 0,5-1 μm, češće se nalaze pojedinačno. .
Zapravo bakterije: To su štapićaste bakterije koje ne stvaraju spore.
Bacili: To su štapićaste bakterije koje tvore spore.
(Kochov bacil, Escherichia coli, antraks, Pseudomonas aeruginosa, uzročnik kuge, uzročnik velikog kašlja, uzročnik šankra, uzročnik tetanusa, uzročnik botulizma, uzročnik ...)
Vibrioti:
To su blago zakrivljene stanice koje podsjećaju na zareze veličine 1-3 µm.
Vibrio cholerae: uzročnik kolere. Živi u vodi kroz koju dolazi do infekcije.
Spirilla:
To su zavojiti mikroorganizmi u obliku spirale, s jednim, dva ili više spiralnih prstenova.
Bezopasne bakterije koje žive u kanalizacija i pregrađene akumulacije.
spirohete:
To su tanke duge bakterije u obliku sjekire, koje predstavljaju tri vrste: Treponema, Borrelia, Lertospira. Treponema pallidum je patogena za ljude - uzročnik sifilisa prenosi se spolnim putem.
Građa bakterijske stanice:
Građa bakterijske stanice dobro proučavan elektronskom mikroskopijom. Bakterijska stanica sastoji se od ljuske, čiji se vanjski sloj naziva stanična stijenka, a unutarnji je citoplazmatska membrana, kao i citoplazma s inkluzijama i nukleotidima. Postoje dodatne strukture: kapsula, mikrokapsula, sluz, flagela, pili, plazmidi;
stanične stijenke - čvrsta, elastična struktura koja daje bakteriji određeni oblik, te "obuzdava" visoki osmotski tlak u bakterijskoj stanici. Štiti stanicu od djelovanja štetnih čimbenika iz okoliša.
vanjska membrana predstavljeni lipopolisaharidima, fosfolipidima i proteinima. Na njegovoj vanjskoj strani je lipo-polisaharid.
Između stanične stijenke i citoplazmatskih membrana nalazi se periplazmatski prostor ili periplazma, koji sadrži enzime.
citoplazmatska membrana uz unutarnju površinu bakterijske stanične stijenke i okružuje vanjski dio bakterijske citoplazme. Sastoji se od dvostrukog sloja lipida, kao i integralnih proteina koji prodiru kroz njega.
Citoplazma zauzima najveći dio bakterijske stanice i sastoji se od topivih proteina, ribonukleinskih kiselina, inkluzija i brojnih malih granula - ribosom, odgovoran za sintezu proteina. U citoplazmi postoje različite inkluzije u obliku glikogenskih granula, polisaharida, masnih kiselina i polifosfata.
Nukleotid - bakterijski ekvivalent jezgre. Nalazi se u citoplazmi bakterija u obliku dvolančane DNA, zatvorene u prsten i čvrsto zbijene poput lopte. Obično bakterijska stanica sadrži jedan kromosom, predstavljen molekulom DNA zatvorenom u prsten.
Osim nukleotida u bakterijskoj stanici mogu postojati izvankromosomski čimbenici nasljeđa - plazmidi, koji su kovalentno zatvoreni prstenovi DNA i sposobni za replikaciju neovisno o bakterijskom kromosomu.
Kapsula - sluzava struktura koja je čvrsto povezana sa staničnom stijenkom bakterije i ima jasno definirane vanjske granice. Obično se kapsula sastoji od polisaharida, ponekad polipeptida,
Mnoge bakterije sadrže mikrokapsula - mukozna tvorba, otkrivena samo elektronskom mikroskopijom.
Bičevi bakterije određuju pokretljivost stanica. Flagele su tanke niti koje potječu iz citoplazmatske membrane, pričvršćene su za citoplazmatsku membranu i staničnu stijenku posebnim diskovima, dugačke su, sastoje se od proteina - flagelina, spiralno uvijenog. Flagele se otkrivaju pomoću elektronskog mikroskopa.
polemika - osebujan oblik uspavanih gram-pozitivnih bakterija nastalih u vanjskom okruženju u nepovoljnim uvjetima za postojanje bakterija (sušenje, nedostatak hranjivih tvari i sl.).
Bakterije u obliku slova L.
U mnogim bakterijama, uz djelomično ili potpuno uništenje staničnih stijenki, nastaju L-oblici. Kod nekih se javljaju spontano. Stvaranje L-formi događa se pod djelovanjem penicilina, koji remeti sintezu mukopeptida stanične stijenke. Prema morfologiji, L-oblici različitih bakterijskih vrsta međusobno su slični. Oni su sferični, tvorevine različitih veličina: od 1-8 mikrona do 250 nm, sposobni su, poput virusa, proći kroz pore porculanskih filtera. No, za razliku od virusa L-forme, može se uzgajati na umjetnim hranjivim podlogama dodajući im penicilin, šećer i konjski serum. Kada se penicilin ukloni iz hranjivog medija, L-oblici se ponovno pretvaraju u izvorne oblike bakterija.
Trenutno su dobiveni L-oblici Proteusa, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Brucella, uzročnici plinske gangrene i tetanusa i drugi mikroorganizmi.
Gram-pozitivni mikroorganizmi (gr + m / o).
To uključuje: aureus i epidermalni staphylococcus aureus i streptococcus ...
Stanište: gornji dišni putevi i koža.
Rezervoar: koža, zrak, predmeti za njegu, namještaj, posteljina, odjeća.
Sušenjem ne umiru.
Razmnožavanje: ne razmnožavaju se izvan čovjeka, ali se mogu razmnožavati u prehrambenim proizvodima ako se nepropisno skladište.
Gram-negativni mikroorganizmi (gr - m / o).
Tu spadaju: E. coli, Klebsiella, citrobacter, Proteus, Pseudomonas aeruginosa...
Stanište: crijeva, sluznica urinarnog i dišnog trakta...
Rezervoar: mokre krpe, četke za pranje posuđa, oprema za disanje, mokre površine, medicinska i blaga dezinficijensa. rješenja.
Umiru kada se osuše.
Razmnožavanje: nakupljaju se u vanjskom okruženju, u des. otopine niske koncentracije.
Prenosi se: zrakom i putem kontakt-kućanstva.
Bakterije su prokarioti, jednostanični organizmi koji nemaju jezgru. Dijele se u dva carstva: Bakterije i Arhebakterije. Među potonjima nema uzročnika zaraznih bolesti. Do danas se klasifikacija bakterija temelji na načelima genetske komunikacije.
Nadkraljevstvo bakterija čine sljedeći organizmi:
- tankih stijenki (gram-negativni);
- debelih stijenki (gram-pozitivan);
- bez staničnih stijenki (mikoplazme).
Unutar superkraljevstva mikroorganizmi su klasificirani u šest taksonomskih skupina:
- Klasa.
- Narudžba.
- Obitelj.
Glavna skupina je vrsta. Predstavlja se kao skup jedinki iste geneze i genotipa, povezanih sličnim značajkama i različitih od drugih vrsta.
Ime vrste određeno je binarnom nomenklaturom (odnosno, ime se sastoji od dvije riječi). Uzročnik sifilisa, na primjer, označen je kao Treponema pallidum. Prvi dio imena označava rod, označava se velikim slovom. Drugi označava vrstu, piše se malim slovom. Ako se vrsta spominje drugi put, naziv roda označava se početnim slovom (T. padillum).
Najčešćim se smatra fenotipsko grupiranje uključeno u deveto izdanje Burgeyeva ključa. Njegovi principi temelje se na strukturi staničnih stijenki.
Burgeyeva determinanta također klasificira bakterije prema bojenju po Gramu. Tehnika po Gramu je metoda istraživanja u kojoj bojenje omogućuje razlikovanje organizama prema biokemijskim svojstvima njihovih staničnih stijenki. Metodu je 1884. godine razvio danski liječnik Gram.
Najveće skupine bakterija u Burgeyevoj klasifikaciji su:
- Gram negativan.
- Gram-pozitivan.
- mikoplazme.
- Arheje.
Opisi su prikazani u Burgeyevom vodiču po skupinama, uključujući obitelji, rodove i vrste. Ponekad su klase i redovi uključeni u grupu. Burgeyjev ključ razlikuje 30 skupina koje uključuju patogene organizme, preostalih 5 skupina prema Burgeyu ne sadrže patogene vrste.
NA posljednjih godina filogenetska klasifikacija, koja se temelji na principima molekularne biologije, dobiva na popularnosti. Šezdesetih godina prošlog stoljeća otkriven je jedan od prvih načina utvrđivanja obiteljskih veza po sličnosti genoma - metoda za usporedbu koncentracije guanina (elementa nukleinske kiseline) i citozin (sastavni dio DNK) u makromolekuli DNK. Isti pokazatelji njihove koncentracije ne ukazuju na evolucijsku sličnost mikroorganizama, ali razlika od 10% ukazuje na pripadnost bakterija različitim rodovima.
Sedamdesetih godina prošlog stoljeća razvijena je još jedna tehnika koja je radikalno promijenila teoriju mikrobiologije - procjena sekvence gena u 16s rRNA. Pomoću ove metode postalo je moguće identificirati nekoliko filogenetskih skupina mikroorganizama i analizirati njihov odnos.
Klasifikacija na razini vrste provodi se tehnikom DNA-DNA hibridizacije. Proučavanje temeljito proučenih vrsta pokazuje da 70% stupnja hibridizacije opisuje jednu vrstu, od 10% do 60% - jedan rod, manje od 10% - različite rodove.
Filogenetska klasifikacija djelomično kopira fenotipsku. Tako su, na primjer, gram-negativi uključeni u oba. Istodobno, sustav gram-negativnih organizama gotovo je potpuno modificiran. Arhebakterije su definirane kao samostalni takson najviše razine, neke taksonomske skupine su redistribuirane, mikroorganizmi s različitim ekološkim namjenama svrstani su u jednu kategoriju.
Oblici bakterija
Bakterije se mogu klasificirati na temelju njihove morfologije. Jedna od glavnih morfoloških značajki je oblik.
Postoji nekoliko varijanti:
- Kuglasti (koki, diplokoki, sarcini, streptokoki, stafilokoki).
- Štapićastog oblika (bacili, diplobacili, streptobacili, kokobakterije).
- Ornate (vibrio, spirilla).
- Spiralnog oblika (spirohete su tanki, izduženi, vijugavi mikroorganizmi s mnogo kovrča).
- nitasti.
Na slici su prikazani njihovi oblici:
- 1 - mikrokoke;
- 2 - streptokoki;
- 3 - sarcini;
- 4 - štapići bez spora;
- 5 - sporne šipke (bacili);
- 6 - vibriosi;
- 7 - spirohete;
- 8 - flagelirana spirila;
- 9 - stafilokok.
Kuglaste bakterije imaju kuglasti oblik, postoje i organizmi ovalnog i zrnastog oblika.
Mjesto kokija:
- Zasebno - mikrokoke.
- Uparen s diplokokom.
- U lancima - streptokoki.
- U obliku loza- stafilokoki.
- U "paketima" - sarcini.
Najčešće su štapićaste bakterije. Štapići se skupljaju pojedinačno, u parovima (diplobakterije) ili u lancima (streptobakterije). Brojni organizmi u obliku štapića mogu stvarati spore u teškim uvjetima. Bacili su štapići spora. Vretenasti bacili nazivaju se klostridije.
Ukrašeni mikroorganizmi imaju oblik zareza (vibrio), tanke vijugave šipke (spirohete), a mogu imati i nekoliko uvojaka (spirila).
Arhebakterije nemaju peptidoglikan (sastavnu komponentu koja obavlja mehaničku funkciju) u stjenkama svojih stanica. Imaju specifične ribosome i ribosomsku RNA (ribonukleinsku kiselinu).
Morfologija gram-negativnih organizama tankih stijenki:
- Sferni oblik (gonokok, meningokok, veillonella).
- Ornate (spirohete, spirila).
- Šipkasti (rickettsia).
Među gram-pozitivnim mikroorganizmima debelih stijenki postoje:
- Kuglasti (stafilokoki, pneumokoki, streptokoki).
- U obliku šipke.
- Razgranati, nitasti organizmi (aktomicete).
- Klubasti organizmi (korinebakterije).
- Mikobakterije.
- Bifidobakterije.
Položaj i broj flagela
Morfologija uključuje takav parametar kao mjesto i broj flagela. Prema ovom parametru postoje:
- Monotrichous (jedan flagelum na polu njihove stanice).
- Lophothrichous (snop flagela na polu njihove stanice).
- Amphitrichous (dva snopa flagela na svojim polovima).
- Peritrihous (veliki broj flagela po cijeloj bakteriji).
Prisutnost flagela karakteristična je za crijevne mikrobe, vibrio cholerae, spirilla, agense koji tvore alkalije.
Boje stanične stijenke
Boja bakterija određena je koncentracijom peptidoglikana. Organizmi koji se odlikuju visokim sadržajem peptidoglikana u staničnoj stijenci (oko 90%) imaju plavo-ljubičastu boju po Gramu. To su Gram-pozitivne bakterije.
Sve druge bakterije, koje imaju od 5 do 20% peptidoglikana u ljusci, dobivaju ružičastu boju. Gram-negativne bakterije su među njima. Stupanj debljine peptidoglikana u gram-pozitivnih organizama je nekoliko puta veći nego u gram-negativnih.
Stanične stijenke Gram-pozitivnih organizama također uključuju polisaharide, teihoične kiseline i proteine. Gram-negativne bakterije prekrivene su vanjskom membranom koja se sastoji od lipopolisaharida i bazalnih proteina.
Bojanje po Gramu omogućuje klasificiranje prokariota u potkategorije. Mikroorganizmi debelih stijenki iz odjela Gracilicutes, protoplasti i sferoplasti s defektnom staničnom stijenkom obojeni su gram-negativno. Bakterije debelih stijenki tipa Firmicute boje se po Gramu pozitivno.
Klasifikacija prema vrsti disanja
Prema vrsti disanja razlikuju se:
- aerobni;
- anaerobni organizmi.
Bakterijske stanice su sposobne disati, tj. oksidiraju organske spojeve kisikom, pri čemu nastaju ugljični dioksid, voda i energija. Ovi se organizmi smatraju aerobnim jer im je potreban kisik. Žive na površini vode i kopna, u zraku.
Mnogi mikroorganizmi postoje bez kisika, odnosno ne dišu. To uključuje bakterije uključene u proces razgradnje tvari tijekom humusa. Takvi organizmi su anaerobni. Disanje zamjenjuje fermentaciju – razgradnju organskih spojeva bez kisika uz proizvodnju energije. Tijekom fermentacije alkohola nastaje energija od 114 kJ (ili 27 kilokalorija), kao rezultat mliječne kiseline energija iznosi 94 kJ (ili 18 kilokalorija). Bakterije dišu u svojim lizosomima.
Način hranjenja
Klasifikacija bakterija prema vrsti prehrane:
- autotrofi;
- heterotrofi.
Prvi žive u zraku i koriste anorganske tvari za proizvodnju organskih. Autotrofi koriste sunčevu energiju (cijanobakterije) ili energiju anorganskih spojeva (sumporne bakterije, željezne bakterije).
Klasifikacija enzima
Enzimi igraju važnu ulogu u metabolički procesi Stanice. Podijeljeni su u šest grupa:
- Oksireduktaze.
- Transferaze.
- Hidrolaze.
- Ligaze.
- Liase.
- Izomeraze.
Proizvedeni enzimi nalaze se unutar stanice (endoenzimi) ili se izlučuju van (egzoenzimi). Druga vrsta enzima uključena je u ulazak ugljika i energije u stanicu. Većina enzima iz skupine hidrolaza svrstava se u egzoenzime. Niz enzima (kolagenaza i dr.) spada u enzime agresije. Pojedini enzimi nalaze se u staničnoj stijenci. Obavljaju transportnu funkciju, odnosno prenose tvari u stanicu.
Bakterije su bezjezgreni jednostanični mikroorganizmi koji se klasificiraju prema mnogim parametrima (način disanja i prehrane, struktura stanične stijenke, oblik itd.). Do danas znanost poznaje više od 10.000 vrsta bakterija, ali vjerojatno njihov broj doseže milijun.