Klasifikasi mikroorganisme menurut bentuk utamanya. Bagaimana klasifikasi bakteri?
2.2. Klasifikasi dan morfologi bakteri
Klasifikasi bakteri. Keputusan Kode Internasional untuk Bakteri merekomendasikan kategori taksonomi berikut: kelas, departemen, ordo, famili, genus, spesies. Nama spesies sesuai dengan nomenklatur biner, yaitu terdiri dari dua kata. Misalnya, agen penyebab sifilis ditulis sebagai Treponema pallidum. Kata pertama -na-
nama genus dan ditulis dengan huruf kapital, kata kedua menunjukkan spesies dan ditulis dengan huruf kecil. Ketika suatu spesies disebutkan lagi, nama generik disingkat menjadi huruf awal, misalnya: T.pallidum.
Bakteri adalah prokariota, mis. organisme pra-nuklir, karena mereka memiliki nukleus primitif tanpa cangkang, nukleolus, histon. dan di sitoplasma tidak ada organel yang sangat terorganisir (mitokondria, aparatus Golgi, lisosom, dll.)
Dalam Manual Bakteriologi Sistematis Burgey yang lama, bakteri dibagi menjadi 4 bagian sesuai dengan ciri-ciri dinding sel bakteri: Gracilicute - eubacteria dengan dinding sel tipis, gram negatif; Firmicutes - eubacteria berdinding tebal, Gram-positif; Tenericutes - eubacteria tanpa dinding sel; Mendosik - archaebacteria dengan dinding sel yang rusak.
Setiap bagian dibagi menjadi beberapa bagian, atau kelompok, menurut pewarnaan Gram, bentuk sel, kebutuhan oksigen, mobilitas, metabolisme, dan karakteristik nutrisi.
Menurut Edisi ke-2 (2001) dari ManualBergey, bakteri dibagi menjadi 2 domain:"Bakteri" dan "Archaea" (Tabel 2.1).
Meja. Karakteristik domainbakteriDanArchaea
|
Domain"Bakteri"(eubakteria) |
Domain"Archaea" (archaebacteria) |
|
Dalam domain "Bakteri", seseorang dapat membedakan bakteri berikut ini: 1) bakteri dengan dinding sel tipis, gram negatif*; 2) bakteri dengan dinding sel yang tebal, gram positif**; 3) dinding sel bakteri beta (kelas Mollicutes - mycoplasmas) |
Archsbacteria tidak mengandung peptidoglikan di dinding sel. Mereka memiliki ribosom khusus dan RNA ribosom (rRNA). Istilah "archaebacteria" muncul pada tahun 1977. Ini adalah salah satu bentuk kehidupan purba, yang ditunjukkan dengan awalan "arche". Di antara mereka tidak ada agen infeksius |
* Di antara eubakteria Gram-negatif berdinding tipis membedakan:
bentuk bulat, atau kokus (gonokokus, meningokokus, veillonella);
bentuk berbelit-belit - spirochetes dan spirilla;
bentuk batang, termasuk rickettsiae.
** Untuk eubakteria gram positif berdinding tebal termasuk:
bentuk bulat, atau cocci (staphylococci, streptococci, pneumococci);
bentuk batang, serta actinomycetes (bercabang, bakteri berserabut), corynebacteria (bakteri berbentuk klub), mycobacteria dan bifidobacteria (Gbr. 2.1).
Sebagian besar bakteri Gram-negatif dikelompokkan dalam filum Proteobacteria. berdasarkan kesamaan dalam RNA ribosom "Proteobacteria" - dinamai dewa Yunani Proteus. mengambil berbagai bentuk). Mereka muncul dari fotosintesis umum leluhur tic.
Bakteri gram positif, menurut sekuens RNA ribosom yang dipelajari, adalah kelompok filogenetik terpisah dengan dua subdivisi besar - dengan rasio tinggi dan rendah G+ C (kesamaan genetik). Seperti proteobakteria, kelompok ini beragam secara metabolik.
Ke domain "bakteri» termasuk 22 jenis, dari yangBerikut ini adalah kepentingan medis:
JenisProteobakteri
Kelas Alphaproteobacteria. persalinan: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Kelas Betaproteobacteria. persalinan: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Kelas Gammaproteobacteria. persalinan: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Yersinia, Pasteurella
Kelas Deltaproteobacteria. Genus: Bilophila
Kelas Epsilonproteobacteria. persalinan: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
JenisFirmicutes (utamajalangrampolo penduduk)
Kelas Clostridium. persalinan: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gram-negatif)
Kelas moluska. Genera: Mycoplasma, Ureaplasma
Kelas basil. persalinan: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
JenisAktinobakteri
Kelas Aktinobakteri. persalinan: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
JenisClamydiae
Kelas Clamydiae. persalinan: Clamydia, Clamydophila
Jenisspiroseta
Kelas spiroseta. persalinan: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Filum Bacteroidetes
Kelas Bacteroidetes. persalinan: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Kelas Flavobakteri. Persalinan: Flavobacterium
Pembagian bakteri menurut ciri struktural dinding sel dikaitkan dengan kemungkinan variabilitas pewarnaannya dalam satu warna atau warna lain menurut metode Gram. Menurut metode ini, yang diusulkan pada tahun 1884 oleh ilmuwan Denmark H. Gram, bergantung pada hasil pewarnaan, bakteri dibagi menjadi gram positif, diwarnai biru-ungu, dan gram negatif, diwarnai merah. Namun, ternyata bakteri dengan jenis dinding sel yang disebut gram positif (lebih tebal dari bakteri gram negatif), misalnya bakteri dari genus Mobiluncus dan beberapa bakteri pembentuk spora, bukan bakteri gram biasa. -warna positif, memiliki warna gram negatif. Oleh karena itu, untuk taksonomi bakteri, ciri-ciri struktur dan komposisi kimiawi dinding sel lebih penting daripada pewarnaan Gram.
2.2.1. Bentuk bakteri
Ada beberapa bentuk dasar bakteri (lihat Gambar 2.1) - bentuk bakteri coccoid, berbentuk batang, berbelit-belit dan bercabang, berserabut.
Bentuk bulat, atau kokus,- bakteri berbentuk bola dengan ukuran 0,5-1,0 mikron *, yang dibagi dengan pengaturan bersama menjadi mikrokokus, diplokokus, streptokokus, tetrakokus, sarsin Dan stafilokokus.
mikrokokus(dari bahasa Yunani. mikro - kecil) - sel yang terletak terpisah.
diplokokus(dari bahasa Yunani. diploos - ganda), atau kokus berpasangan, tersusun berpasangan (pneumococcus, gonococcus, meningococcus), karena sel tidak menyimpang setelah pembelahan. Pneumokokus (agen penyebab pneumonia) memiliki bentuk lanset di sisi yang berlawanan, dan gonokokus(penyebab gonore) dan meningococcus (penyebab penyakit meningitis epidemik) berbentuk seperti biji kopi yang saling berhadapan dengan permukaan cekung.
streptokokus(dari bahasa Yunani. streptos - rantai) - sel berbentuk bulat atau memanjang yang membentuk rantai karena pembelahan sel pada bidang yang sama dan mempertahankan hubungan di antara mereka di tempat pembelahan.
Sarsin(dari lat. Sarcina - bundel, bale) disusun dalam bentuk paket 8 kokus atau lebih, karena terbentuk selama pembelahan sel dalam tiga bidang yang saling tegak lurus.
Stafilokokus(dari bahasa Yunani. stafil - seikat anggur) - kokus, disusun dalam bentuk seikat anggur sebagai hasil pembagian dalam bidang yang berbeda.
bakteri berbentuk batang berbeda dalam ukuran, bentuk ujung sel dan posisi relatif sel. Panjang sel bervariasi dari 1,0 hingga 10 µm, ketebalan - dari 0,5 hingga 2,0 µm. Tongkat bisa benar (E. coli, dll.) dan salah (Corynebacterium Dan dll.) bentuk, termasuk percabangan, misalnya di actinomycetes. Rickettsiae adalah salah satu bakteri berbentuk batang terkecil.
Ujung batang dapat seolah-olah dipotong (anthrax bacillus), dibulatkan (E. coli), runcing (fusobacteria) atau berupa penebalan. Dalam kasus terakhir, tongkat itu terlihat seperti gada (Corynebacterium diphtheria).
Batang yang sedikit melengkung disebut vibrio (Vibrio cholerae). Kebanyakan bakteri berbentuk batang tersusun secara acak, karena setelah membelah, sel-selnya menyimpang. Jika sel tetap terhubung setelah pembelahan,
mi fragmen umum dinding sel dan tidak menyimpang, mereka terletak pada sudut satu sama lain (corynebacterium diphtheria) atau membentuk rantai (anthrax bacillus).
Bentuk yang berbelit-belit- bakteri berbentuk spiral, misalnya spirila, memiliki penampilan sel berbelit-belit berbentuk pembuka botol. Spirilla patogen adalah agen penyebab sodoku (penyakit gigitan tikus). Yang berliku-liku juga termasuk campylobacter dan helicobacteria, yang memiliki kurva seperti sayap burung camar terbang; dekat dengan mereka adalah bakteri seperti spirochetes. Spirochetes- tipis, panjang, bengkok
berbentuk spiral) bakteri yang berbeda dari spirilla dalam mobilitas karena perubahan fleksi pada sel. Spirochetes terdiri dari membran luar
dinding sel) mengelilingi silinder protoplasma dengan membran sitoplasma dan filamen aksial (axystyle). Filamen aksial terletak di bawah membran luar dinding sel (di periplasma) dan, seolah-olah, berputar di sekitar silinder protoplasma spirochete, memberinya bentuk heliks (putaran utama spirochetes). Filamen aksial terdiri dari fibril periplasma, analog dari flagela bakteri, dan merupakan protein kontraktil, flagellin. Fibril melekat pada ujung sel (Gbr. 2.2) dan diarahkan satu sama lain. Ujung fibril lainnya bebas. Jumlah dan lokasi fibril bervariasi jenis yang berbeda. Fibril terlibat dalam pergerakan spirochetes, memberikan gerakan rotasi, fleksi, dan translasi sel. Dalam hal ini, spirochetes membentuk loop, ikal, tikungan, yang disebut ikal sekunder. Spirochetes
pewarna dianggap buruk. Biasanya diwarnai menurut Romanovsky-Giemsa atau perak. Spirochetes hidup diperiksa menggunakan kontras fase atau mikroskop medan gelap.
Spirochetes diwakili oleh 3 genera patogen bagi manusia: Treponema, Borrelia, Leptospira.
Treponema(genus Treponema) berpenampilan seperti benang tipis yang dipelintir dengan 8-12 ikal kecil yang seragam. Ada 3-4 fibril (flagella) di sekitar protoplas treponema. Sitoplasma mengandung filamen sitoplasma. Perwakilan patogen adalah T.pallidum - agen penyebab sifilis T.pertenue - agen penyebab penyakit tropis - fram besia. Ada juga saprofit - penghuni rongga mulut manusia, lumpur waduk.
Borrelia(marga Borrelia), tidak seperti treponema, mereka lebih panjang, memiliki 3-8 ikal besar dan 7-20 fibril. Ini termasuk agen penyebab demam kambuh (DI DALAM.recurrentis) dan agen penyebab penyakit Lyme (DI DALAM.burgdorferi dan sebagainya.).
Leptospira(marga Leptospira) memiliki ikal yang dangkal dan sering - dalam bentuk tali yang dipilin. Ujung spirochetes ini melengkung seperti kait dengan penebalan di ujungnya. Membentuk ikal sekunder, mereka berbentuk huruf S atau dengan; memiliki 2 utas aksial (flagella). Perwakilan patogen L. di dalam terrogan menyebabkan leptospirosis ketika tertelan dengan air atau makanan, menyebabkan perkembangan perdarahan dan penyakit kuning.
dalam sitoplasma, dan sebagian dalam inti sel yang terinfeksi. Mereka hidup dalam arthropoda (kutu, kutu, kutu) yang menjadi inang atau pembawa mereka. Rickettsia mendapatkan namanya dari X. T. Ricketts, seorang ilmuwan Amerika yang pertama kali mendeskripsikan salah satu patogen (Demam Berbintik Rocky Mountain). Bentuk dan ukuran rickettsia dapat bervariasi (sel berbentuk tidak beraturan, berserabut) tergantung pada kondisi pertumbuhan. Struktur rickettsia tidak berbeda dengan bakteri gram negatif.
Rickettsia memiliki metabolisme yang tidak bergantung pada sel inang, namun, ada kemungkinan mereka menerima senyawa makroergik dari sel inang untuk reproduksinya. Pada apusan dan jaringan, mereka diwarnai menurut Romanovsky-Giemsa, menurut Machiavello-Zdrodovsky (rickettsia berwarna merah, dan sel yang terinfeksi berwarna biru).
Rickettsia menyebabkan wabah tifus pada manusia. (Rickettsia prowazekii), rickettsiosis yang ditularkan melalui kutu (R. sibirica), demam beruam Gunung Rocky (R. rickettsii) dan rickettsiosis lainnya.
Badan dasar memasuki sel epitel melalui endositosis dengan pembentukan vakuola intraseluler. Di dalam sel, mereka meningkat dan berubah menjadi badan retikuler yang membelah, membentuk kelompok dalam vakuola (inklusi). Dari badan retikuler, badan elementer terbentuk, yang keluar dari sel melalui eksositosis atau lisis sel. Berangkat dari
sel tubuh dasar memasuki siklus baru, menginfeksi sel lain (Gbr. 16.11.1). Pada manusia, klamidia menyebabkan kerusakan pada mata (trakoma, konjungtivitis), saluran urogenital, paru-paru, dll.
actinomycetes- bakteri gram positif bercabang, berserabut atau berbentuk batang. Namanya (dari bahasa Yunani. actis - Sinar, mykes - jamur) yang mereka terima sehubungan dengan pembentukan drusen di jaringan yang terkena - butiran benang yang terjalin erat dalam bentuk sinar yang memanjang dari tengah dan berakhir dengan penebalan berbentuk bola. Actinomycetes, seperti jamur, membentuk miselium - sel jalinan berserabut (hifa). Mereka membentuk miselium substrat, yang terbentuk sebagai hasil dari sel yang tumbuh ke dalam media nutrisi, dan udara, yang tumbuh di permukaan media. Actinomycetes dapat membelah dengan memecah miselium menjadi sel-sel yang mirip dengan bakteri berbentuk batang dan berbentuk kokus. Pada hifa udara actinomycetes, spora terbentuk yang berfungsi untuk reproduksi. Spora Actinomycete biasanya tidak tahan panas.
Cabang filogenetik umum dengan actinomycetes dibentuk oleh apa yang disebut actinomycetes nocardi-like (nocardioform), kelompok kolektif bakteri berbentuk batang, berbentuk tidak beraturan. Perwakilan individu mereka membentuk formulir bercabang. Ini termasuk bakteri dari genera Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Actinomycetes seperti Nocardio dibedakan dengan adanya gula arabinosa, galaktosa, serta asam mikolat dan asam lemak dalam jumlah besar di dinding sel. Asam mikolik dan lipid dinding sel menentukan ketahanan asam bakteri, khususnya Mycobacterium tuberculosis dan kusta (bila diwarnai menurut Ziehl-Nelsen, warnanya merah, dan bakteri dan elemen jaringan yang tidak tahan asam, dahak berwarna biru).
Actinomycetes patogen menyebabkan aktinomikosis, nokardia - nokardiosis, mikobakteri - tuberkulosis dan kusta, korinebakteri - difteri. Bentuk saprofit dari actinomycetes dan actinomycetes mirip nocardia tersebar luas di tanah, banyak di antaranya merupakan penghasil antibiotik.
dinding sel- struktur yang kuat dan elastis yang memberi bakteri bentuk tertentu dan, bersama dengan membran sitoplasma yang mendasarinya, "menahan" tekanan osmotik yang tinggi dalam sel bakteri. Ini terlibat dalam proses pembelahan sel dan pengangkutan metabolit, memiliki reseptor untuk bakteriofag, bakteriosin dan berbagai zat. Dinding sel paling tebal pada bakteri gram positif (Gambar 2.4 dan 2.5). Jadi, jika ketebalan dinding sel bakteri gram negatif sekitar 15-20 nm, maka pada bakteri gram positif bisa mencapai 50 nm atau lebih.
Mikoplasma- bakteri kecil (0,15-1,0 mikron), hanya dikelilingi oleh membran sitoplasma. Mereka milik kelas moluska, mengandung sterol. Karena kurangnya dinding sel, mikoplasma sensitif secara osmotik. Mereka memiliki berbagai bentuk: coccoid, filiform, berbentuk labu. Bentuk-bentuk ini terlihat pada mikroskop fase-kontras kultur murni mikoplasma. Pada media nutrisi yang padat, mikoplasma membentuk koloni yang menyerupai telur goreng: bagian tengah yang buram terbenam di dalam media dan pinggiran yang tembus cahaya dalam bentuk lingkaran.
Mikoplasma menyebabkan SARS pada manusia (Mikoplasma pneumoniae) dan luka pada saluran kemih (M.homi- ni dan sebagainya.). Mikoplasma menyebabkan penyakit tidak hanya pada hewan tetapi juga pada tanaman. Perwakilan non-patogen tersebar luas.
2.2.2. Struktur sel bakteri
Struktur bakteri telah dipelajari dengan baik menggunakan mikroskop elektron dari seluruh sel dan bagian ultrathinnya, serta metode lainnya. Sel bakteri dikelilingi oleh membran yang terdiri dari dinding sel dan membran sitoplasma. Di bawah cangkang adalah protoplasma, terdiri dari sitoplasma dengan inklusi dan nukleus yang disebut nukleoid. Ada struktur tambahan: kapsul, mikrokapsul, lendir, flagela, pili (Gbr. 2.3). Beberapa bakteri dalam kondisi buruk mampu membentuk spora.
Di dinding sel bakteri gram positif mengandung sejumlah kecil polisakarida, lipid, protein. Komponen utama dinding sel bakteri ini adalah peptidoglikan berlapis-lapis (mu-rein, mucopeptide), yang membentuk 40-90% massa dinding sel. Asam teikoat (dari bahasa Yunani. teichos - dinding), molekul yang merupakan rantai 8-50 residu gliserol dan ribitol dihubungkan oleh jembatan fosfat. Bentuk dan kekuatan bakteri diberikan oleh struktur berserat kaku dari peptidoglikan peptida multilayer yang saling terkait.
Peptidoglikan diwakili oleh molekul paralel glycana. terdiri dari residu berulang N-asetilglukosamin dan asam N-asetilmuramat yang dihubungkan oleh ikatan glikosidik. Ikatan ini diputus oleh lisozim, yang merupakan asetilmuramidase. Molekul glikan terhubung melalui asam N-asetilmuramat melalui ikatan peptida silang empat asam amino ( tetrapeptida). Karenanya nama polimer ini - peptidoglikan.
Dasar ikatan peptida peptidoglikan bakteri gram negatif adalah tetrapeptida, terdiri dari asam L- dan D-amino bolak-balik, misalnya: L-alanin - asam D-glutamat - asam meso-diaminopimelic - D-alanin. Pada e.coli (bakteri gram negatif) rantai peptida terhubung satu sama lain melalui D-alanin dari satu rantai dan meso-diaminopimel-
asam baru - lainnya. Komposisi dan struktur bagian peptida dari peptidoglikan bakteri gram negatif stabil, berbeda dengan peptidoglikan bakteri gram positif, yang asam aminonya mungkin berbeda dalam komposisi dan urutannya. Tetrapeptida peptidoglikan pada bakteri Gram-positif dihubungkan satu sama lain oleh rantai polipeptida dari 5 residu.
glisin (pentaglisin). Alih-alih asam meso-diamino-pimelic, mereka sering mengandung lisin. Elemen glikan (asetilglukosamin dan asam asetilmuramat) dan asam amino tetra-peptida (asam meso-diaminopimelic dan D-glutamat, D-alanin) adalah ciri khas bakteri, karena tidak ada pada hewan dan manusia.
Kemampuan bakteri gram positif untuk mempertahankan gentian violet dalam kombinasi dengan yodium (warna bakteri biru-ungu) selama pewarnaan Gram dikaitkan dengan sifat peptidoglikan multilayer untuk berinteraksi dengan pewarna. Selain itu, perawatan selanjutnya dari apusan bakteri dengan alkohol menyebabkan penyempitan pori-pori di peptidoglikan dan dengan demikian menahan pewarna di dinding sel. Bakteri gram negatif kehilangan pewarna setelah terpapar alkohol, yang disebabkan oleh jumlah peptidoglikan yang lebih kecil (5-10% massa dinding sel); mereka berubah warna dengan alkohol dan, ketika dirawat dengan fuchsin atau safranin, menjadi merah.
DI DALAM komposisi dinding sel bakteri gram negatif membran luar masuk, dihubungkan melalui lipoprotein ke lapisan bawah peptidoglikan (Gbr. 2.4 dan 2.6). Membran luar pada mikroskop elektron dari bagian ultrathin bakteri memiliki bentuk struktur tiga lapis bergelombang yang mirip dengan membran dalam, yang disebut sitoplasma. Komponen utama membran ini adalah lapisan lipid bimolekuler (ganda).
Membran luar adalah struktur mosaik yang diwakili oleh lipopolisakarida, fosfolipid dan protein. Lapisan dalamnya diwakili oleh fosfolipid, dan di lapisan luarnya terletak lipopolisakarida(LPS). Dengan demikian, membran luarnya asimetris. LPS membran luar terdiri dari tiga fragmen:
lipid A - struktur konservatif, hampir sama pada bakteri gram negatif;
inti, atau batang, bagian kulit kayu (lat. inti - inti), struktur oligosakarida yang relatif konservatif;
rantai polisakarida spesifik-O yang sangat bervariasi yang dibentuk dengan mengulangi urutan oligosakarida yang identik.
LPS "berlabuh" di membran luar oleh lipid A, yang menentukan toksisitas LPS dan karena itu diidentifikasi dengan endotoksin. Penghancuran bakteri oleh antibiotik menyebabkan pelepasan endotoksin dalam jumlah besar, yang dapat menyebabkan syok endotoksik pada pasien. Dari lipid A, inti, atau bagian inti dari LPS, berangkat. Bagian paling konstan dari inti LPS adalah asam keto-deoxyoctonic (3-deoxy-O-man-no-2-octulosonic acid). Rantai spesifik-O yang memanjang dari bagian inti molekul LPS menentukan serogrup, serovar (sejenis bakteri yang terdeteksi menggunakan serum imun) dari strain bakteri tertentu. Dengan demikian, konsep LPS dikaitkan dengan gagasan tentang antigen-O, yang dengannya bakteri dapat dibedakan. Perubahan genetik dapat menyebabkan cacat, "pemendekan" LPS bakteri dan munculnya koloni bentuk-R yang "kasar".
Protein dari matriks membran luar menembusnya sedemikian rupa sehingga molekul protein yang disebut porin berbatasan dengan pori-pori hidrofilik yang dilalui air dan molekul hidrofilik kecil dengan massa relatif hingga 700 Da.
Antara membran luar dan sitoplasma adalah ruang periplasma, atau periplasma, yang mengandung enzim (protease, lipase, fosfatase,
nuklease, beta-laktamase), serta komponen sistem transportasi.
Dalam kasus pelanggaran sintesis dinding sel bakteri di bawah pengaruh lisozim, penisilin, faktor pelindung tubuh dan senyawa lain, sel-sel dengan bentuk yang berubah (sering bulat) terbentuk: protoplas - bakteri yang sama sekali tidak memiliki dinding sel ; spheroplasts adalah bakteri dengan dinding sel yang sebagian diawetkan. Setelah penghilangan penghambat dinding sel, bakteri yang berubah tersebut dapat berbalik arah, yaitu memperoleh dinding sel yang utuh dan mengembalikan bentuk aslinya.
Bakteri tipe sphero atau protoplas yang kehilangan kemampuan untuk mensintesis peptidoglikan di bawah pengaruh antibiotik atau faktor lain dan mampu berkembang biak disebut bentuk-L (dari nama D. Lister Institute, tempat mereka pertama kali dipelajari) . Bentuk-L juga bisa muncul akibat mutasi. Mereka sensitif secara osmotik, bulat, sel berbentuk labu dengan berbagai ukuran, termasuk yang melewati filter bakteri. Beberapa bentuk-L (tidak stabil) ketika faktor yang menyebabkan perubahan pada bakteri dihilangkan, dapat berbalik, "kembali" ke sel bakteri semula. Bentuk-L dapat membentuk banyak patogen penyakit menular.
membran sitoplasma ana di bawah mikroskop elektron dari bagian ultrathin, ini adalah membran tiga lapis (2 lapisan gelap setebal 2,5 nm masing-masing dipisahkan oleh lapisan menengah yang ringan). Dalam struktur (lihat Gambar 2.5 dan 2.6), itu mirip dengan plasmalemma sel hewan dan terdiri dari lapisan ganda lipid, terutama fosfolipid, dengan permukaan tertanam dan protein integral, seolah-olah menembus struktur membran. Beberapa dari mereka adalah permease yang terlibat dalam pengangkutan zat.
Membran sitoplasma adalah struktur dinamis dengan komponen bergerak, oleh karena itu disajikan sebagai struktur fluida bergerak. Ini mengelilingi bagian luar sitoplasma bakteri dan terlibat dalam pengaturan tekanan osmotik.
ion, pengangkutan zat dan metabolisme energi sel (karena enzim rantai transpor elektron, adenosin trifosfatase, dll.).
Dengan pertumbuhan yang berlebihan (dibandingkan dengan pertumbuhan dinding sel), membran sitoplasma membentuk invaginasi - invaginasi dalam bentuk struktur membran yang dipelintir secara rumit, yang disebut mesosom. Struktur bengkok yang kurang kompleks disebut membran intracytoplasmic. Peran mesosom dan membran intrasitoplasma belum sepenuhnya dijelaskan. Bahkan disarankan bahwa mereka adalah artefak yang terjadi setelah persiapan (fiksasi) persiapan untuk mikroskop elektron. Namun demikian, diyakini bahwa turunan dari membran sitoplasma berpartisipasi dalam pembelahan sel, menyediakan energi untuk sintesis dinding sel, mengambil bagian dalam sekresi zat, sporulasi, yaitu dalam proses dengan konsumsi energi yang tinggi.
Sitoplasma menempati volume utama sel bakteri dan terdiri dari protein larut, asam ribonukleat, inklusi dan banyak butiran kecil - ribosom yang bertanggung jawab untuk sintesis (translasi) protein.
Ribosom bakteri berukuran sekitar 20 nm dan memiliki koefisien sedimentasi 70S, berbeda dengan karakteristik ribosom SOS pada sel eukariotik. Oleh karena itu, beberapa antibiotik mengikat ribosom bakteri dan menghambat sintesis protein bakteri tanpa mempengaruhi sintesis protein dalam sel eukariotik. Ribosom bakteri dapat berdisosiasi menjadi dua subunit, 50S dan 30S. RNA ribosom (rRNA) adalah elemen konservatif bakteri ("jam molekuler" evolusi). 16S rRNA adalah bagian dari subunit kecil ribosom, dan 23S rRNA adalah bagian dari subunit besar ribosom. Studi tentang 16S rRNA adalah dasar dari sistematika gen, sehingga memungkinkan untuk menilai tingkat keterkaitan organisme.
Di dalam sitoplasma terdapat berbagai inklusi berupa butiran glikogen, polisakarida, asam beta-hidroksibutirat dan polifosfat (volutin). Mereka menumpuk ketika ada kelebihan nutrisi di lingkungan dan
berperan sebagai cadangan zat gizi dan kebutuhan energi.
Volyutin memiliki afinitas terhadap pewarna dasar dan mudah dideteksi dengan menggunakan metode pewarnaan khusus (misalnya menurut Neisser) dalam bentuk butiran metakromatik. Toluidin biru atau biru metilen menodai volutin merah-ungu, dan sitoplasma bakteri biru. Susunan khas butiran volutin terungkap pada basil difteri dalam bentuk kutub sel yang sangat bernoda. Pewarnaan metakromatik volutin dikaitkan dengan kandungan tinggi polifosfat anorganik terpolimerisasi. Di bawah mikroskop elektron, mereka terlihat seperti butiran padat elektron berukuran 0,1-1,0 µm.
Nukleoid setara dengan nukleus pada bakteri. Itu terletak di zona pusat bakteri dalam bentuk DNA beruntai ganda, ditutup dalam sebuah cincin dan dikemas rapat seperti bola. Inti bakteri, tidak seperti eukariota, tidak memiliki membran inti, nukleolus, dan protein dasar (histon). Biasanya sel bakteri mengandung satu kromosom yang diwakili oleh molekul DNA yang tertutup cincin, jika pembelahan terganggu, 4 atau lebih kromosom dapat menyatu di dalamnya. Nukleoid terdeteksi dalam mikroskop cahaya setelah pewarnaan dengan metode khusus DNA: menurut Feulgen atau Romanovsky-Giemsa. Pada pola difraksi elektron bagian ultrathin bakteri, nukleoid berbentuk zona cahaya dengan struktur DNA berserabut yang berhubungan dengan area tertentu dengan
membran sitoplasma atau meso-
tambang yang terlibat dalam replikasi kromosom (lihat Gambar 2.5 dan 2.6).
Selain nukleoid yang diwakili oleh satu
kromosom, dalam sel bakteri ada
faktor keturunan ekstrakromosomal -
plasmid (lihat bagian 5.1.2.), mewakili
cincin DNA yang tertutup secara kovalen.
Kapsul, mikrokapsul, lendir . Kapsul-
struktur lendir setebal lebih dari 0,2 mikron, terkait erat dengan dinding sel bakteri dan memiliki batas luar yang jelas. Kapsul dapat dibedakan dalam noda-jejak dari bahan patologis. Dalam kultur bakteri murni, kapsul terbentuk
lebih jarang. Itu dideteksi dengan metode pewarnaan Burri-Gins khusus yang menciptakan kontras negatif dari zat kapsul: tinta menciptakan latar belakang gelap di sekitar kapsul.
Kapsul terdiri dari polisakarida (eksopolisakarida), terkadang polipeptida; misalnya, dalam basil antraks, terdiri dari polimer asam D-glutamat. Kapsulnya hidrofilik, mengandung banyak air. Ini mencegah fagositosis bakteri. Antigen kapsul-on: antibodi terhadap kapsul menyebabkannya meningkat (respon membengkak dan saya kapsul ly).
Banyak bakteri membentuk mikrokapsul - formasi berlendir dengan ketebalan kurang dari 0,2 mikron, hanya terdeteksi dengan mikroskop elektron. Lendir harus dibedakan dari kapsul - eksopolisakarida mukoid yang tidak memiliki batas luar yang jelas. Slime larut dalam air.
Eksopolisakarida mukoid adalah karakteristik strain mukoid Pseudomonas aeruginosa, sering ditemukan pada dahak pasien dengan cystic fibrosis. Eksopolisakarida bakteri terlibat dalam adhesi (menempel pada substrat); disebut juga gliko-
calix. Selain sintesis eksopolisakarida oleh bakteri, ada mekanisme lain untuk pembentukannya: melalui aksi enzim bakteri ekstraseluler pada disakarida. Akibatnya, dekstran dan levan terbentuk.
Kapsul dan lendir melindungi bakteri dari kerusakan dan kekeringan, karena bersifat hidrofilik, mereka mengikat air dengan baik dan mencegah aksi faktor pelindung makroorganisme dan bakteriofag.
Flagela bakteri menentukan mobilitas sel bakteri. Flagela adalah filamen tipis yang berasal dari membran sitoplasma dan lebih panjang dari sel itu sendiri (Gbr. 2.7). Flagella memiliki ketebalan 12-20 nm dan panjang 3-15 µm. Mereka terdiri dari 3 bagian: benang spiral, pengait dan badan basal yang berisi batang dengan cakram khusus (1 pasang cakram pada bakteri gram positif dan 2 pasang pada bakteri gram negatif). Cakram flagela melekat pada membran sitoplasma dan dinding sel. Ini menciptakan efek motor listrik dengan batang - rotor yang memutar flagel. Perbedaan potensial proton pada membran sitoplasma digunakan sebagai sumber energi. Mekanisme rotasi disediakan oleh proton ATP sintetase. Kecepatan putaran flagel bisa mencapai 100 rpm. Jika bakteri memiliki beberapa flagela, mereka mulai berputar secara serempak, terjalin menjadi satu bundel, membentuk semacam baling-baling.
Flagela terdiri dari protein yang disebut flagellin. flagel - flagellum), yang merupakan antigen - yang disebut antigen-H. Subunit flagellin digulung.
Jumlah flagela pada bakteri dari berbagai spesies bervariasi dari satu (monotrich) di Vibrio cholerae hingga sepuluh atau ratusan flagela yang membentang di sepanjang perimeter bakteri (peritrich), di Escherichia coli, Proteus, dll. Lophotrichous memiliki seikat flagela di salah satu ujung sel. Amphitrichous memiliki satu flagel atau seikat flagela di ujung sel yang berlawanan.
Flagela dideteksi menggunakan mikroskop elektron dari preparat yang disemprot dengan logam berat, atau dalam mikroskop cahaya setelah diproses dengan metode khusus berdasarkan etsa dan adsorpsi berbagai
zat yang menyebabkan peningkatan ketebalan flagela (misalnya, setelah perak).
vili, atau minum(fimbria) - formasi berserabut (Gbr. 2.7), lebih tipis dan lebih pendek (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikron) daripada flagela. Pili memanjang dari permukaan sel dan terdiri dari protein pilin. Mereka memiliki aktivitas antigenik. Ada pili yang bertanggung jawab untuk adhesi, yaitu untuk menempelkan bakteri ke sel yang terkena, serta pili yang bertanggung jawab untuk nutrisi, metabolisme air-garam, dan seksual (F-pili), atau konjugasi, yang diminum.
Biasanya minum banyak - beberapa ratus per kandang. Namun, dia biasanya memiliki 1-3 gergaji seks per sel: mereka dibentuk oleh apa yang disebut sel donor "jantan" yang mengandung plasmid yang dapat ditransmisikan. (F-, R-, Sol-plasmid). Ciri khas pili seks adalah interaksinya dengan bakteriofag sferis "jantan" khusus, yang diserap secara intensif pada pili seks (Gbr. 2.7).
kontroversi- bentuk khas bakteri istirahat dengan jenis struktur dinding sel gram positif (Gbr. 2.8).
Spora terbentuk dalam kondisi yang tidak menguntungkan bagi keberadaan bakteri (pengeringan, defisiensi nutrisi, dll.). Di dalam sel bakteri terbentuk satu spora (endospora). Pembentukan spora berkontribusi pada pelestarian spesies dan bukan merupakan metode reproduksi, seperti pada jamur.
bakteri pembentuk spora dari genus basil, y yang ukuran sporanya tidak melebihi diameter sel disebut basil. Bakteri pembentuk spora, yang ukuran sporanya melebihi diameter sel, oleh karena itu berbentuk gelendong, disebut clostridia, misalnya bakteri dari genus Clostridium (lat. Clostridium - poros). Spora tahan asam, oleh karena itu diwarnai merah menurut metode Aujeszky atau menurut metode Ziehl-Nelsen, dan sel vegetatifnya berwarna biru.
Sporulasi, bentuk dan letak spora dalam sel (vegetatif) merupakan ciri spesies bakteri yang memungkinkan untuk membedakannya satu sama lain. Bentuk perselisihan bisa lonjong, bulat; lokasi di dalam sel adalah terminal, yaitu di ujung tongkat (pada agen penyebab tetanus), subterminal - lebih dekat ke ujung tongkat (pada agen penyebab botulisme, gangren gas) dan sentral di antraks basil).
Proses pembentukan spora(sporulasi) melewati serangkaian tahapan, di mana bagian sitoplasma dan kromosom sel vegetatif bakteri dipisahkan, dikelilingi oleh membran sitoplasma yang tumbuh, dan terbentuk prospora. Prospora dikelilingi oleh dua membran sitoplasma, di antaranya terbentuk lapisan peptidoglikan yang tebal dari korteks (kulit kayu). Dari dalam, ia bersentuhan dengan dinding sel spora, dan dari luar - dengan cangkang bagian dalam spora. Kulit luar spora dibentuk oleh sel vegetatif. Spora beberapa bakteri memiliki penutup tambahan - exosporium. Dengan demikian, cangkang multilayer yang permeabelnya buruk terbentuk. Sporulasi disertai dengan konsumsi intensif asam dipikolinat dan ion kalsium oleh prospora, dan kemudian oleh cangkang spora yang muncul. Spora mengakuisisi tahan panas, yang dikaitkan dengan adanya kalsium dipicolinate di dalamnya.
Spora dapat bertahan lama karena adanya cangkang berlapis-lapis, kalsium dipikolinat, kadar air rendah, dan proses metabolisme yang lamban. Di dalam tanah, misalnya, patogen antraks dan tetanus dapat bertahan hingga puluhan tahun.
Dalam kondisi yang menguntungkan, spora berkecambah, melewati tiga tahap berturut-turut:
inisiasi, inisiasi, pertumbuhan. Dalam hal ini, satu bakteri terbentuk dari satu spora. Aktivasi adalah kesiapan untuk berkecambah. Pada suhu 60-80 °C, spora diaktifkan untuk perkecambahan. Inisiasi perkecambahan membutuhkan waktu beberapa menit. Tahap pertumbuhan ditandai dengan pertumbuhan yang cepat, disertai dengan penghancuran cangkang dan pelepasan bibit.
Bakteri adalah mikroorganisme prokariotik dari struktur seluler. Ukurannya dari 0,1 hingga 30 mikron. Mikroba sangat umum. Mereka hidup di tanah, udara, air, salju, dan bahkan mata air panas, di tubuh hewan, serta di dalam organisme hidup, termasuk tubuh manusia.
Distribusi bakteri menjadi spesies didasarkan pada beberapa kriteria, di antaranya bentuk mikroorganisme dan distribusi spasialnya paling sering diperhitungkan. Jadi, menurut bentuk selnya, bakteri dibagi menjadi:
Coci - mikro, diplo-, strepto-, stafilokokus, serta sarsin;
Berbentuk batang - monobakteri, diplobakteri dan streptobakteri;
Spesies yang berbelit-belit - vibrios dan spirochetes.
Penentu Burgey mensistematisasikan semua bakteri yang dikenal sesuai dengan prinsip identifikasi bakteri yang telah menemukan distribusi terluas dalam bakteriologi praktis, berdasarkan perbedaan struktur dinding sel dan hubungannya dengan pewarnaan Gram. Deskripsi bakteri diberikan oleh kelompok (bagian), yang meliputi famili, genera dan spesies; dalam beberapa kasus, grup termasuk kelas dan pesanan. Bakteri patogen bagi manusia termasuk dalam sejumlah kecil kelompok.
Kuncinya membedakan empat kategori utama bakteri -
Gracillicutes [dari lat. gracilis, anggun, tipis, + kutis, kulit] - spesies dengan dinding sel tipis, bernoda gram negatif;
tegas [dari lat. flrmus, kuat, + kutis, kulit] - bakteri dengan dinding sel yang tebal, pewarnaan gram positif;
Tenericutes [dari lat. tener, lembut, + cutis, kulit] - bakteri yang tidak memiliki dinding sel(mikoplasma dan anggota lain dari kelas Mollicutes)
Mendosicutes [dari lat. mendosus, tidak beraturan, + kutis, kulit] - archaebacteria (pereduksi metana dan sulfat, halofilik, termofilik, dan archaebacteria, tanpa dinding sel).
Penentu Grup 2 Burgey. Aerobik dan mikroaerofilik motil berbelit-belit dan bakteri Gram-negatif melengkung. Spesies patogen bagi manusia termasuk dalam genus Campylobacter, Helicobacters Spirillum.
Grup 3 determinan Bergey. Bakteri Gram-negatif non-motil (jarang motil). Tidak mengandung spesies patogen.
Grup 4 determinan Burgey. Batang dan kokus aerob dan mikroaerofilik Gram-negatif. Spesies patogen bagi manusia termasuk dalam famili Legionellaceae, Neisseriaceae dan Pseudomonada-ceae, kelompok tersebut juga termasuk bakteri patogen dan oportunistik dari genus Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella dan Moraxella.
Grup 5 determinan Bergey. Batang Gram-negatif anaerobik fakultatif. Kelompok ini dibentuk oleh tiga keluarga - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae dan Pasteurellaceae, yang masing-masing termasuk spesies patogen, serta bakteri patogen dan oportunistik dari genera Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella dan Streptobacillus.
Grup 6 determinan Bergey. Bakteri gram negatif anaerob lurus, melengkung dan spiral. Spesies patogen dan oportunistik termasuk dalam genus Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas dan Prevotelta.
Grup 7 determinan Bergey. Bakteri yang melakukan disimilasi reduksi sulfat atau belerang Tidak termasuk spesies patogen.
Grup 8 determinan Bergey. Kokus Gram-negatif anaerobik. Termasuk bakteri oportunistik dari genus Veillonella.
Grup 9 determinan Bergey. Rickettsia dan chlamydia. Tiga famili - Rickettsiaceae, Bartonellaceae dan Chlamydiaceae, yang masing-masing mengandung spesies patogen bagi manusia.
Grup 10 dan 11 dari panduan Burgey mencakup bakteri fototropik anoksi dan oksigen yang tidak bersifat patogen bagi manusia.
Grup 12 determinan Burgey. Bakteri chemolithotrophic aerobik dan organisme terkait. Ini menggabungkan bakteri pengoksidasi dan nitrifikasi belerang-besi dan mangan yang tidak menyebabkan kerusakan pada manusia.
Kelompok 13 dan 14 dari panduan Burgey mencakup bakteri pemula dan/atau pertumbuhan dan bakteri pembentuk selubung. Diwakili oleh spesies yang hidup bebas, tidak bersifat patogen bagi manusia;
Kelompok 15 dan 16 dari panduan Burgey menyatukan bakteri meluncur yang tidak membentuk tubuh buah dan membentuknya. Kelompok tersebut tidak termasuk spesies yang bersifat patogen bagi manusia.
Grup 17 determinan Burgey. Kokus gram positif. Termasuk spesies oportunistik dari genera Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus.
Grup 18 determinan Burgey. Batang dan kokus gram positif pembentuk spora. Termasuk patogen, batang patogen kondisional dari genera Clostridium dan Bacillus.
Grup 19 determinan Burgey. Batang Gram-positif pembentuk spora dengan bentuk biasa. Termasuk spesies oportunistik dari marga Erysipelothrix dan Listeria.
Grup 20 determinan Burgey. Batang Gram-positif pembentuk spora berbentuk tidak beraturan. Kelompok ini termasuk spesies patogen dan oportunistik dari genera Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus, dll.
Grup 21 determinan Burgey. Mycobacteria. Termasuk satu-satunya genus Mycobacterium, yang menggabungkan spesies patogen dan oportunistik.
Grup 22-29. Actinomycetes. Di antara banyak spesies, hanya actinomycetes nocardioform (Grup 22) dari genera Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi, dan Terrabacter yang mampu menyebabkan lesi pada manusia.
Grup 30 determinan Burgey. Mikoplasma. Spesies yang termasuk dalam genus Acholeplasma, Mycoplasma dan Ureaplasma bersifat patogen bagi manusia.
Kelompok determinan Bergey yang tersisa - bakteri metanogenik (31), bakteri pereduksi sulfat (32 archaebacteria aerobik yang sangat halofilik (33), archaebacteria tanpa dinding sel (34), termofil ekstrim dan hipertermofil, memetabolisme belerang (35) - tidak mengandung spesies patogen bagi manusia.
Klasifikasi modern (pengelompokan) mikroorganisme diusulkan pada tahun 1980 oleh seorang ahli mikrobiologi Amerika bergy. Menurut klasifikasi ini, seluruh dunia mikroba dibagi menjadi tiga kerajaan: bakteri, jamur, virus.
Siapa mereka? Untuk mengetahuinya, saya pergi ke perpustakaan sekolah, di mana pustakawan kami membantu saya mengerjakan literatur untuk mencari jawaban.
Nama mikroorganisme berasal dari kata latin micros - kecil. Oleh karena itu, mikroorganisme (mikroba) adalah organisme uniseluler yang berukuran kurang dari 0,1 mm, yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang.
Muncul di Bumi miliaran tahun sebelum kemunculan manusia! Mereka memiliki berbagai bentuk. Beberapa tidak bergerak, sementara yang lain memiliki silia atau flagela untuk bergerak.
Sebagian besar mikroba menghirup udara aerob.
Bagi yang lain, udaranya berbahaya - memang begitu anaerob.
Dalam klasifikasi dunia, mikroba dibagi menjadi patogen(patogen) dan mikroba non-patogen. Ini termasuk bakteri, virus, jamur mikroskopis yang lebih rendah (lendir, ragi) dan alga, protozoa (
).
Lampiran 1
Klasifikasi mikroorganisme
Dari pelajaran dunia di sekitar saya, saya belajar bahwa bakteri, yang sebelumnya dianggap tumbuhan mikroskopis, sekarang dipisahkan menjadi kerajaan Bakteri yang mandiri - satu dari empat dalam sistem klasifikasi saat ini, bersama dengan tumbuhan, hewan, jamur.
(Yunani lainnya - tongkat) - ini adalah mikroorganisme uniseluler, ditandai dengan kesamaan seluler, memiliki berbagai bentuk: bulat - kokus, berbentuk batang - basil, melengkung - vibrio, spiral - spirilla, dalam bentuk rantai - streptokokus, dalam bentuk klaster - stafilokokus (
).
Lampiran 2
Klasifikasi bakteri berdasarkan bentuknya
| nama bakteri | Bentuk bakteri | Gambar bakteri |
| kokus | bulat | |
| Basil | berbentuk batang | |
| Vibrio | melengkung, koma |  |
| Spirilum | Spiral |  |
| streptokokus | Rantai |  |
| Stafilokokus | tandan |  |
| diplokokus | Dua bakteri bulat dalam satu kapsul |
Sekitar sepuluh ribu spesies bakteri telah dideskripsikan sejauh ini. Cabang mikrobiologi berkaitan dengan studi tentang bakteri bakteriologi.
(lat. racun virus) - organisme paling primitif di bumi dengan ukuran 20-300 nm. Mereka bereproduksi hanya di dalam sel hidup tubuh. Mereka tidak memiliki struktur seluler. Dalam keadaan bebas, tidak ada proses metabolisme yang terjadi di dalamnya.
(bawah) adalah jamur uniseluler. Jamur ini termasuk jamur putih yang terkenal ( jamur mukor). Jamur seperti itu sering berkembang pada roti atau sayuran dan pada awalnya terlihat seperti kapas - zat berbulu putih yang berangsur-angsur berubah menjadi hitam. Terlepas dari kenyataan bahwa dalam kehidupan sehari-hari mucor menyebabkan kerusakan, di alam ia memainkan fungsi yang berguna, membusuk organisme mati.
Ceruk khusus dalam penelitian mikrobiologi ditempati oleh sekelompok jamur uniseluler yang hidup dalam media cair, kaya akan bahan organik digunakan dalam proses fermentasi.
(cyanobacteria) adalah jenis bakteri besar tertua yang mampu melakukan fotosintesis, disertai dengan pelepasan oksigen.
- banyak organisme berbeda, yang tubuhnya terdiri dari satu sel ( infusoria, amoeba, euglena hijau...).
Jadi, menurut klasifikasi yang telah saya pertimbangkan, ada sejumlah besar mikroorganisme yang hidup dan berkembang biak dalam kondisi yang nyaman untuk setiap spesies. Setiap jenis mikroorganisme akan bergantung pada habitatnya dan melakukan fungsi tertentu.
Bakteri adalah organisme bersel tunggal yang tidak memiliki klorofil.
bakteri ada di mana-mana, mendiami semua habitat. Jumlah terbesar ditemukan di tanah pada kedalaman hingga 3 km (hingga 3 miliar dalam satu gram tanah). Ada banyak di antaranya di udara (pada ketinggian hingga 12 km), di organisme hewan dan tumbuhan (baik yang hidup maupun yang mati), tidak terkecuali tubuh manusia.
Di antara bakteri, ada bentuk tetap dan bergerak. Bakteri bergerak dengan bantuan satu atau lebih flagela, yang terletak di seluruh permukaan tubuh atau di area tertentu.
Sel-sel bakteri beragam dalam bentuk:
- bulat - kokus,
- berbentuk batang - basil,
- dalam bentuk koma - vibrios,
- berbelit-belit - spirilla.
kokus:
Monokokus: mereka adalah sel yang terpisah.
Diplokokus: ini adalah cocci berpasangan, setelah pembagian mereka dapat membentuk pasangan.
Gonokokus Neisser: agen penyebab gonore
Pneumokokus: agen penyebab pneumonia lobaris
Meningokokus: agen penyebab meningitis (radang meninges akut)
Streptokokus: Ini adalah sel-sel berbentuk bulat, yang, setelah membelah, membentuk rantai.
α - streptokokus viridescent
β - streptokokus hemolitik, agen penyebab demam berdarah, tonsilitis, faringitis ...
γ - streptokokus non-hemolitik
Stafilokokus: ini adalah kelompok mikroorganisme yang tidak menyebar setelah membelah, membentuk kelompok acak yang sangat besar.
Patogen: penyakit pustular, sepsis, bisul, abses, phlegmon, mastitis, piodermatitis dan pneumonia pada bayi baru lahir.
Sarsin: ini adalah akumulasi kokus dalam kelompok dalam bentuk kantong berisi 8 kokus atau lebih.
Berbentuk batang:
Ini adalah bakteri berbentuk silinder, mirip dengan batang berukuran 1-5 × 0,5-1 μm, lebih sering terletak sendiri-sendiri .
Sebenarnya bakteri: Ini adalah bakteri berbentuk batang yang tidak membentuk spora.
Basil: Ini adalah bakteri berbentuk batang yang membentuk spora.
(Bacillus Koch, Escherichia coli, antraks, Pseudomonas aeruginosa, patogen wabah, patogen batuk rejan, patogen chancre, patogen tetanus, patogen botulisme, patogen ...)
Vibrio:
Ini adalah sel yang sedikit melengkung menyerupai koma berukuran 1-3 µm.
Vibrio cholerae: agen penyebab kolera. Hidup di air tempat infeksi terjadi.
Spirila:
Ini adalah mikroorganisme yang berbelit-belit dalam bentuk spiral, dengan satu, dua atau lebih cincin spiral.
Bakteri tidak berbahaya yang hidup di penyaluran pecomberan dan waduk yang dibendung.
Spirochetes:
Ini adalah bakteri tipis berbentuk kapak panjang, diwakili oleh tiga jenis: Treponema, Borrelia, Lertospira. Treponema pallidum bersifat patogen bagi manusia - agen penyebab sifilis ditularkan secara seksual.
Struktur sel bakteri:
Struktur sel bakteri dipelajari dengan baik oleh mikroskop elektron. Sel bakteri terdiri dari cangkang, lapisan luarnya disebut dinding sel, dan bagian dalam adalah membran sitoplasma, serta sitoplasma dengan inklusi dan nukleotida. Ada struktur tambahan: kapsul, mikrokapsul, lendir, flagela, pili, plasmid;
dinding sel - struktur yang kuat dan elastis yang memberikan bentuk tertentu pada bakteri, dan "menahan" tekanan osmotik tinggi dalam sel bakteri. Ini melindungi sel dari aksi faktor lingkungan yang berbahaya.
membran luar diwakili oleh lipopolisakarida, fosfolipid dan protein. Di sisi luarnya adalah lipo-polisakarida.
Antara dinding sel dan membran sitoplasma adalah ruang periplasma, atau periplasma, yang mengandung enzim.
membran sitoplasma berbatasan dengan permukaan dalam dinding sel bakteri dan mengelilingi bagian luar sitoplasma bakteri. Ini terdiri dari lapisan ganda lipid, serta protein integral yang menembusnya.
Sitoplasma menempati sebagian besar sel bakteri dan terdiri dari protein larut, asam ribonukleat, inklusi dan banyak butiran kecil - ribosom, bertanggung jawab untuk sintesis protein. Di dalam sitoplasma terdapat berbagai inklusi berupa butiran glikogen, polisakarida, asam lemak dan polifosfat.
Nukleotida - bakteri setara dengan nukleus. Itu terletak di sitoplasma bakteri dalam bentuk dua untai DNA, ditutup dalam sebuah cincin dan dikemas rapat seperti bola. Biasanya, sel bakteri mengandung satu kromosom, diwakili oleh molekul DNA yang tertutup cincin.
Selain nukleotida dalam sel bakteri, mungkin ada faktor keturunan ekstrachromosomal - plasmid, yang merupakan cincin DNA tertutup secara kovalen dan mampu bereplikasi secara independen dari kromosom bakteri.
Kapsul - struktur lendir yang terkait erat dengan dinding sel bakteri dan memiliki batas luar yang jelas. Biasanya kapsul terdiri dari polisakarida, terkadang polipeptida,
Banyak mengandung bakteri mikrokapsul - pembentukan lendir, terdeteksi hanya dengan mikroskop elektron.
Flagela bakteri menentukan motilitas sel. Flagela adalah filamen tipis yang berasal dari membran sitoplasma, melekat pada membran sitoplasma dan dinding sel dengan cakram khusus, panjang, terdiri dari protein - flagellin, dipelintir dalam bentuk spiral. Flagela dideteksi menggunakan mikroskop elektron.
kontroversi - bentuk khas dari bakteri gram positif yang tidak aktif yang terbentuk di lingkungan luar dalam kondisi yang tidak menguntungkan bagi keberadaan bakteri (pengeringan, defisiensi nutrisi, dll.).
Bakteri berbentuk L.
Pada banyak bakteri, dengan penghancuran dinding sel sebagian atau seluruhnya, bentuk-L terbentuk. Untuk beberapa, mereka terjadi secara spontan. Pembentukan bentuk-L terjadi di bawah aksi penisilin, yang mengganggu sintesis mukopeptida dinding sel. Menurut morfologinya, bentuk-L dari spesies bakteri yang berbeda mirip satu sama lain. Mereka berbentuk bulat, formasi dengan berbagai ukuran: dari 1-8 mikron hingga 250 nm, mereka mampu, seperti virus, melewati pori-pori filter porselen. Namun, tidak seperti virus bentuk-L, virus ini dapat ditumbuhkan pada media nutrisi buatan dengan menambahkan penisilin, gula, dan serum kuda ke dalamnya. Ketika penisilin dikeluarkan dari media nutrisi, bentuk-L diubah lagi menjadi bentuk asli bakteri.
Saat ini, bentuk-L Proteus, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Brucella, patogen gangren gas dan tetanus serta mikroorganisme lainnya telah diperoleh.
Mikroorganisme gram positif (gr + m / o).
Ini termasuk: aureus dan epidermal staphylococcus aureus dan streptococcus ...
Habitat: saluran pernapasan bagian atas dan kulit.
Reservoir: kulit, udara, barang perawatan, furnitur, tempat tidur, pakaian.
Mereka tidak mati saat dikeringkan.
Reproduksi: mereka tidak bereproduksi di luar manusia, tetapi mampu bereproduksi dalam produk makanan jika disimpan dengan tidak benar.
Mikroorganisme gram negatif (gr - m / o).
Ini termasuk: E. coli, Klebsiella, citrobacter, Proteus, Pseudomonas aeruginosa ...
Habitat: usus, mukosa saluran kemih dan pernapasan ...
Reservoir : lap basah, sikat pencuci piring, alat bantu pernapasan, permukaan basah, obat-obatan dan desinfektan ringan. solusi.
Mereka mati saat dikeringkan.
Reproduksi: terakumulasi di lingkungan eksternal, di des. larutan konsentrasi rendah.
Ditransmisikan: melalui udara dan kontak-rumah tangga.
Bakteri adalah prokariota, organisme bersel tunggal yang tidak memiliki nukleus. Mereka dibagi menjadi dua kerajaan: Bakteri dan Archaebacteria. Di antara yang terakhir tidak ada patogen penyakit menular. Sampai saat ini, klasifikasi bakteri didasarkan pada prinsip komunikasi genetik.
Superkingdom Bakteri dibentuk oleh organisme berikut:
- berdinding tipis (gram-negatif);
- berdinding tebal (gram-positif);
- tanpa dinding sel (mikoplasma).
Dalam superkingdom, mikroorganisme diklasifikasikan menjadi enam kelompok taksonomi:
- Kelas.
- Memesan.
- Keluarga.
Kelompok utama adalah spesies. Ini disajikan sebagai sekumpulan individu dengan asal-usul dan genotipe yang sama, terkait dengan ciri-ciri yang serupa dan berbeda dari spesies lain.
Nama spesies ditentukan oleh nomenklatur biner (yaitu nama dibentuk dari dua kata). Agen penyebab sifilis, misalnya, ditunjuk sebagai Treponema pallidum. Bagian pertama dari nama menunjukkan genus, itu ditunjukkan dengan huruf kapital. Yang kedua menunjukkan jenisnya, ditulis dengan huruf kecil. Jika spesies disebutkan untuk kedua kalinya, nama genus ditunjukkan dengan huruf awal (T. padillum).
Yang paling umum dianggap sebagai pengelompokan fenotipik yang termasuk dalam Burgey's Key edisi kesembilan. Prinsipnya didasarkan pada struktur dinding sel.
Penentu Burgey juga mengklasifikasikan bakteri berdasarkan pewarnaan Gram. Teknik Gram adalah metode penelitian di mana pewarnaan memungkinkan organisme membedakan dengan sifat biokimia dari dinding sel mereka. Metode ini dikembangkan pada tahun 1884 oleh dokter Denmark Gram.
Kelompok bakteri terbesar dalam klasifikasi Burgey adalah:
- Gram negatif.
- Gram-positif.
- Mikoplasma.
- Archaea.
Deskripsi disajikan dalam panduan Burgey berdasarkan kelompok, termasuk famili, genera, dan spesies. Terkadang kelas dan pesanan dimasukkan ke dalam grup. Kunci Burgey membedakan 30 kelompok yang termasuk organisme patogen, 5 kelompok sisanya menurut Burgey tidak mengandung spesies patogen.
DI DALAM tahun-tahun terakhir klasifikasi filogenetik, yang didasarkan pada prinsip-prinsip biologi molekuler, semakin populer. Pada tahun 60-an abad terakhir, salah satu cara pertama untuk menentukan ikatan keluarga dengan kesamaan genom ditemukan - metode untuk membandingkan konsentrasi guanin (elemen asam nukleat) dan sitosin (konstituen DNA) dalam makromolekul DNA. Indikator identik konsentrasinya tidak menunjukkan kesamaan evolusi mikroorganisme, tetapi perbedaan 10% menunjukkan bahwa bakteri termasuk dalam genera yang berbeda.
Pada tahun 1970-an, teknik lain dikembangkan yang secara radikal mengubah teori mikrobiologi - evaluasi urutan gen dalam 16s rRNA. Dengan menggunakan metode ini, dimungkinkan untuk mengidentifikasi beberapa kelompok filogenetik mikroorganisme dan menganalisis hubungannya.
Klasifikasi pada tingkat spesies dilakukan dengan menggunakan teknik hibridisasi DNA-DNA. Studi tentang spesies yang dipelajari secara menyeluruh menunjukkan bahwa 70% tingkat hibridisasi menggambarkan satu spesies, dari 10% hingga 60% - satu genus, kurang dari 10% - genera yang berbeda.
Klasifikasi filogenetik sebagian menyalin yang fenotipik. Jadi, misalnya, gram negatif termasuk dalam keduanya. Pada saat yang sama, sistem organisme gram negatif hampir sepenuhnya dimodifikasi. Archaebacteria didefinisikan sebagai takson independen pada tingkat tertinggi, beberapa kelompok taksonomi didistribusikan kembali, mikroorganisme dengan tujuan ekologis berbeda dimasukkan ke dalam satu kategori.
Bentuk bakteri
Bakteri dapat diklasifikasikan berdasarkan morfologinya. Salah satu ciri morfologi utama adalah bentuk.
Ada beberapa varietas:
- Bulat (cocci, diplococci, sarcins, streptococci, staphylococci).
- Berbentuk batang (basil, diplobacilli, streptobacilli, coccobacteria).
- Hiasan (vibrio, spirilla).
- Berbentuk spiral (spirochetes adalah mikroorganisme tipis, memanjang, berliku-liku dengan banyak ikal).
- Berserabut.
Gambar tersebut menunjukkan bentuknya:
- 1 - mikrokokus;
- 2 - streptokokus;
- 3 - sarsin;
- 4 - tongkat non-spora;
- 5 - batang spora (basil);
- 6 - getaran;
- 7 - spirochetes;
- 8 - spirilla bertanda;
- 9 - stafilokokus.
Bakteri berbentuk bulat memiliki bentuk bulat, ada juga organisme berbentuk oval dan berbentuk kacang.
Lokasi kokus:
- Secara terpisah - mikrokokus.
- Dipasangkan dengan diplococci.
- Dalam rantai - streptokokus.
- Dalam bentuk merambat- stafilokokus.
- Dalam "paket" - sarcin.
Yang paling umum adalah bakteri berbentuk batang. Batang dikumpulkan sendiri-sendiri, berpasangan (diplobakteria) atau berantai (streptobakteria). Sejumlah organisme berbentuk batang dapat membentuk spora dalam kondisi yang parah. Bacilli adalah batang spora. Basil berbentuk gelendong disebut clostridia.
Mikroorganisme hiasan memiliki bentuk koma (vibrio), batang tipis berliku (spirochete), dan mungkin juga memiliki beberapa ikal (spirilla).
Archaebacteria tidak memiliki peptidoglikan (komponen yang melakukan fungsi mekanis) di dinding selnya. Mereka memiliki ribosom spesifik dan RNA ribosom (asam ribonukleat).
Morfologi organisme Gram-negatif berdinding tipis:
- Bentuk bulat (gonococcus, meningococcus, veillonella).
- Hiasan (spirochetes, spirilla).
- Berbentuk batang (rickettsia).
Di antara mikroorganisme gram positif berdinding tebal, ada:
- Bulat (staphylococci, pneumococci, streptococci).
- Berbentuk batang.
- Organisme bercabang dan berserabut (actinomycetes).
- Organisme berbentuk klub (corynebacteria).
- Mycobacteria.
- Bifidobakteri.
Lokasi dan jumlah flagela
Morfologi mencakup parameter seperti lokasi dan jumlah flagela. Menurut parameter ini, ada:
- Monotrichous (satu flagel di kutub sel mereka).
- Lophotrichous (bundel flagela di kutub sel mereka).
- Amphitrichous (dua bundel flagela di kutubnya).
- Peritrichous (sejumlah besar flagela di seluruh bakteri).
Kehadiran flagela merupakan ciri khas mikroba usus, vibrio cholerae, spirilla, agen pembentuk basa.
Warna dinding sel
Warna bakteri ditentukan oleh konsentrasi peptidoglikan. Organisme yang dicirikan oleh kandungan peptidoglikan yang tinggi di dinding sel (sekitar 90%) memiliki warna Gram biru-ungu. Ini adalah bakteri Gram-positif.
Semua bakteri lain, yang memiliki 5 hingga 20% peptidoglikan di dalam cangkang, memperoleh warna merah muda. Bakteri gram negatif termasuk di antaranya. Tingkat ketebalan peptidoglikan pada organisme gram positif beberapa kali lebih tinggi daripada organisme gram negatif.
Dinding sel organisme Gram-positif juga termasuk polisakarida, asam teikoat, dan protein. Bakteri gram negatif ditutupi oleh membran luar yang terdiri dari lipopolisakarida dan protein basal.
Pewarnaan Gram memungkinkan Anda mengklasifikasikan prokariota ke dalam subkategori. Mikroorganisme berdinding tebal dari departemen Gracilicutes, protoplas dan spheroplast dengan dinding sel yang rusak diwarnai dengan gram negatif. Bakteri berdinding tebal dari tipe Firmicute mewarnai Gram-positif.
Klasifikasi berdasarkan jenis pernapasan
Menurut jenis pernapasan, ada:
- aerobik;
- organisme anaerob.
Sel bakteri mampu melakukan respirasi, yaitu mengoksidasi senyawa organik dengan oksigen, menghasilkan pembentukan karbon dioksida, air, dan energi. Organisme ini dianggap aerobik karena mereka membutuhkan oksigen. Mereka hidup di permukaan air dan tanah, di udara.
Banyak mikroorganisme ada tanpa oksigen, yaitu tanpa respirasi. Ini termasuk bakteri yang terlibat dalam proses penguraian zat selama humus. Organisme semacam itu bersifat anaerobik. Respirasi menggantikan fermentasi - dekomposisi senyawa organik tanpa oksigen dengan produksi energi. Selama fermentasi alkohol, energi 114 kJ (atau 27 kilokalori) terbentuk, sebagai hasil dari asam laktat, energinya adalah 94 kJ (atau 18 kilokalori). Bakteri bernapas dalam lisosom mereka.
Metode pemberian makan
Klasifikasi bakteri berdasarkan jenis makanan:
- autotrof;
- heterotrof.
Yang pertama hidup di udara dan menggunakan zat anorganik untuk menghasilkan zat organik. Autotrof menggunakan energi matahari (cyanobacteria) atau energi senyawa anorganik (bakteri belerang, bakteri besi).
Klasifikasi enzim
Enzim memainkan peran penting dalam proses metabolisme sel. Mereka dibagi menjadi enam kelompok:
- Oksireduktase.
- Transferase.
- Hidrolase.
- Ligase.
- Liase.
- Isomerase.
Enzim yang dihasilkan terletak di dalam sel (endoenzim) atau diekskresikan ke luar (eksoenzim). Jenis enzim kedua terlibat dalam masuknya karbon dan energi ke dalam sel. Sebagian besar enzim dari kelompok hidrolase diklasifikasikan sebagai eksoenzim. Sejumlah enzim (kolagenase, dll.) Termasuk dalam enzim agresi. Enzim individu terletak di dinding sel. Mereka melakukan fungsi transportasi, yaitu mentransfer zat ke dalam sel.
Bakteri adalah mikroorganisme uniseluler non-nuklir yang diklasifikasikan menurut banyak parameter (metode pernapasan dan nutrisi, struktur dinding sel, bentuk, dll.). Hingga saat ini, sains mengetahui lebih dari 10.000 spesies bakteri, namun diperkirakan jumlahnya mencapai satu juta.