Clasificarea microorganismelor după formele lor principale. După ce criterii sunt clasificate bacteriile?
2.2. Clasificarea și morfologia bacteriilor
Clasificarea bacteriilor. Decizia Codului internațional al bacteriilor a recomandat următoarele categorii taxonomice: clasă, diviziune, ordine, familie, gen, specie. Numele speciei corespunde nomenclaturii binare, adică este format din două cuvinte. De exemplu, agentul cauzal al sifilisului este scris ca Treponem pallidum. Primul cuvânt este na-
titlu de clan și este scris cu majusculă, al doilea cuvânt denotă specia și se scrie cu literă mică. Când o specie este menționată din nou, numele generic este prescurtat la litera inițială, de exemplu: T.pallidum.
Bacteriile sunt procariote, adică. organisme prenucleare, deoarece au un nucleu primitiv fără coajă, nucleol sau histone. iar citoplasma este lipsită de organele foarte organizate (mitocondrii, aparat Golgi, lizozomi etc.)
În vechiul manual Bergey de bacteriologie sistematică, bacteriile au fost împărțite în funcție de caracteristicile peretelui celular bacterian în 4 diviziuni: Gracilicutes - eubacterii cu perete celular subțire, gram-negative; Firmicutes - eubacterii cu perete celular gros, gram-pozitive; Tenericute - eubacterii fără perete celular; Mendosicutele - arhebacterii cu perete celular defect.
Fiecare departament a fost împărțit în secțiuni sau grupuri, în funcție de colorația Gram, forma celulelor, necesarul de oxigen, motilitatea, caracteristicile metabolice și nutriționale.
Conform ediţiei a II-a (2001) a ManualuluiBergey, bacteriile sunt împărțite în 2 domenii:„Bacterii” și „Arheea” (Tabelul 2.1).
Masa. Caracteristicile domeniuluiBacteriiȘiArchaea
|
Domeniu"Bacterii"(eubacterii) |
Domeniu„Arhaea" (arhebacterii) |
|
În domeniul „Bacterii” putem distinge următoarele bacterii: 1) bacterii cu perete celular subțire, gram-negative*; 2) bacterii cu perete celular gros, gram-pozitive**; 3) bacterii beta peretelui celular (clasa Mollicutes - micoplasme) |
Arhebacteriile nu conțin peptidoglican în peretele lor celular. Au ribozomi speciali și ARN ribozomal (ARNr). Termenul „arhebacterii” a apărut în 1977. Aceasta este una dintre formele antice de viață, așa cum este indicat de prefixul „arche”. Nu există agenți infecțioși printre ei |
* Printre eubacteriile gram-negative cu pereți subțiri distinge:
forme sferice sau coci (gonococi, meningococi, veillonella);
forme contorte - spirochete și spirilla;
forme în formă de tijă, inclusiv rickettsia.
** La eubacteriile gram-pozitive cu pereți groși include:
forme sferice sau coci (stafilococi, streptococi, pneumococi);
forme în formă de baston, precum și actinomicete (ramificații, bacterii filamentoase), corinebacterii (bacterii în formă de club), micobacterii și bifidobacterii (Fig. 2.1).
Majoritatea bacteriilor gram-negative sunt grupate în filum Proteobacteria. pe baza asemănării ARN-ului ribozomal „Proteobacterii” - numit după zeul grec Proteus. luând diverse forme). Au apărut din fotosinteza comună strămoș tic.
Bacteriile Gram-pozitive, conform secvențelor de ARN ribozomal studiate, sunt un grup filogenetic separat, cu două subdiviziuni mari - cu un raport ridicat și unul scăzut. G+ C (asemănarea genetică). La fel ca și Proteobacteria, acest grup este divers din punct de vedere metabolic.
la domeniul "Bacterii» cuprinde 22 de tipuri, din careUrmătoarele sunt de importanță medicală majoră:
TipProteobacterii
Clasă Alfaproteobacterii. Naştere: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Clasă Betaproteobacterii. Naştere: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Clasă Gamaproteobacterii. Naştere: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Yersinia,
Clasă Deltaproteobacterii. Gen: Bilophila
Clasă Epsilonproteobacterii. Naştere: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
TipFirmicutes (principalcalegrampolo rezident)
Clasă Clostridii. Naştere: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (Gram-negativ)
Clasă Molicute. Genuri: Mycoplasma, Ureaplasma
Clasă Bacili. Naştere: Bacil, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
TipActinobacteriile
Clasă Actinobacteriile. Naştere: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
TipClamydiae
Clasă Clamydiae. Naştere: Clamydia, Clamydophila
TipSpirohetele
Clasă Spirohetele. Naştere: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Phylum Bacteroidetes
Clasă Bacteroidetes. Naştere: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Clasă Flavobacterii. Naştere: Flavobacterium
Împărțirea bacteriilor în funcție de caracteristicile structurale ale peretelui celular este asociată cu posibila variabilitate a colorării lor într-o culoare sau alta folosind metoda Gram. Conform acestei metode, propusă în 1884 de omul de știință danez H. Gram, în funcție de rezultatele colorării, bacteriile sunt împărțite în gram-pozitive, colorate cu albastru-violet și gram-negative, colorate cu roșu. Cu toate acestea, s-a dovedit că bacteriile cu așa-numitul tip de perete celular gram-pozitiv (mai gros decât cel al bacteriilor gram-negative), de exemplu, bacteriile din genul Mobiluncus și unele bacterii care formează spori, în loc de gramul obișnuit. -culoare pozitiva, au o culoare gram-negativa. Prin urmare, pentru taxonomia bacteriilor, caracteristicile structurale și compoziția chimică a pereților celulari sunt de o importanță mai mare decât colorația Gram.
2.2.1. Forme de bacterii
Există mai multe forme principale de bacterii (vezi Fig. 2.1) - forme de bacterii cocoide, în formă de baston, contorte și ramificate, forme filamentoase de bacterii.
Forme sferice sau coci,- bacterii sferice cu dimensiunea 0,5-1,0 microni*, care, dupa pozitiile lor relative, se impart in micrococi, diplococi, streptococi, tetracoci, sarcine Și stafilococi.
Micrococi(din greaca micros - mici) - celule situate separat.
Diplococul(din greaca diploos - cocii dubli), sau perechi, sunt localizați în perechi (pneumococ, gonococ, meningococ), deoarece celulele nu se separă după diviziune. Pneumococ (agentul cauzal al pneumoniei) are o formă lanceolă pe părțile opuse și gonococ(agentul cauzal al gonoreei) și meningococul (agentul cauzal al meningitei epidemice) au forma boabe de cafea, față în față cu o suprafață concavă.
Streptococi(din greaca streptos - lanț) - celule rotunde sau alungite care formează un lanț datorită diviziunii celulare în același plan și păstrării conexiunii dintre ele la locul diviziunii.
Sarcine(din lat. sarcina - ciorchine, balot) sunt dispuse sub formă de pachete de 8 sau mai mulți coci, deoarece se formează în timpul diviziunii celulare în trei planuri reciproc perpendiculare.
Stafilococ(din greaca stafilă - ciorchine de struguri) - coci, dispuse sub formă de ciorchine de struguri ca urmare a împărţirii în planuri diferite.
Bacteriile în formă de tijă diferă în mărime, forma capetelor celulelor și poziția relativă a celulelor. Lungimea celulelor variază de la 1,0 la 10 µm, grosimea - de la 0,5 la 2,0 µm. Tijele pot fi regulate (E. coli etc.) și neregulate (corinebacterii Și alte) forme, inclusiv cele ramificate, de exemplu, în actinomicete. Cele mai mici bacterii în formă de tijă includ rickettsia.
Capetele tijelor pot fi tăiate (bacil antrax), rotunjite (Escherichia coli), ascuțite (fusobacterii) sau sub formă de îngroșare. În acest din urmă caz, tija arată ca un club (Corynebacterium diphtheria).
Tijele ușor curbate se numesc vibrioni (Vibrio cholerae). Majoritatea bacteriilor în formă de tijă sunt aranjate aleatoriu, deoarece celulele se despart după divizare. Dacă după diviziunea celulară celulele rămân conectate,
Dacă împărtășesc fragmente comune ale peretelui celular și nu diverg, ele sunt situate într-un unghi unul față de celălalt (Corynebacterium diphtheria) sau formează un lanț (bacil antrax).
Forme răsucite- bacterii în formă de spirală, de exemplu spirila, având aspectul unor celule contorte în formă de tirbușon. Spirilla patogenă include agentul cauzal sodoku (boala mușcăturii de șobolan). Cele contorte includ și Campilobacter și Helicobacter, care au curbe ca aripa unui pescăruș zburător; bacterii precum spirochetele sunt, de asemenea, aproape de ele. Spirochetele- subțire, lung, ondulat
în formă de spirală) bacterii care diferă de spirilla ca mobilitate datorită modificărilor îndoite ale celulelor. Spirochetele constau dintr-o membrană exterioară
peretele celular) înconjoară un cilindru protoplasmatic cu o membrană citoplasmatică și un filament axial (axistil). Filamentul axial este situat sub membrana exterioară a peretelui celular (în periplasmă) și, parcă, se răsucește în jurul cilindrului protoplasmatic al spirochetei, dându-i o formă elicoidală (onduleuri primare ale spirochetei). Filamentul axial este format din fibrile periplasmatice - analogi ai flagelilor bacterieni si este o proteina contractila flagelina. Fibrilele sunt atașate de capetele celulei (Fig. 2.2) și sunt îndreptate unele spre altele. Celălalt capăt al fibrilelor este liber. Numărul și aranjamentul fibrilelor variază între tipuri diferite. Fibrilele sunt implicate în mișcarea spirochetelor, dând celulelor mișcare de rotație, îndoire și translație. În acest caz, spirochetele formează bucle, bucle și îndoituri, care sunt numite bucle secundare. Spirochetele
nu accepta bine colorantii. Ele sunt de obicei pictate conform Romanovsky-Giemsa sau placate cu argint. Spirochetele vii sunt examinate folosind microscopia cu contrast de fază sau câmp întunecat.
Spirochetele sunt reprezentate de 3 genuri care sunt patogene pentru om: Treponem, Borrelia, Leptospira.
Treponem(genul Treponema) au aspectul unor fire subțiri, răsucite în tirbușon, cu 8-12 bucle mici uniforme. În jurul protoplastului treponemului sunt 3-4 fibrile (flagela). Citoplasma conține filamente citoplasmatice. Reprezentanții patogeni sunt T.pallidum - agentul cauzal al sifilisului, T.pertenue - agent cauzal al bolii tropicale iai. Există, de asemenea, saprofite - locuitori ai cavității bucale umane și nămolul rezervoarelor.
Borrelia(gen Borrelia), spre deosebire de treponeme, acestea sunt mai lungi, au 3-8 bucle mari si 7-20 fibrile. Acestea includ agentul cauzal al febrei recidivante (ÎN.recurente) și agenții cauzali ai bolii Lyme (ÎN.burgdorferi si etc.).
Leptospira(gen Leptospira) Au bucle superficiale și frecvente - sub forma unei frânghii răsucite. Capetele acestor spirochete sunt curbate ca niște cârlige cu îngroșări la capete. Formând bucle secundare, acestea capătă aspectul de litere S sau cu; au 2 filamente axiale (flagela). Reprezentant patogen L. în terogans provoacă leptospiroză atunci când este ingerată cu apă sau alimente, ducând la dezvoltarea hemoragiilor și icterului.
în citoplasmă, iar unele în nucleul celulelor infectate. Ei trăiesc în artropode (păduchi, purici, căpușe) care le sunt gazde sau purtători. Rickettsia și-a primit numele de la H. T. Ricketts, un om de știință american care a descris pentru prima dată unul dintre agenții patogeni (febra petală a Munților Stâncoși). Forma și dimensiunea rickettsiei pot varia (celule neregulate, filamentoase) în funcție de condițiile de creștere. Structura rickettsiei nu diferă de cea a bacteriilor gram-negative.
Rickettsia au un metabolism independent de celula gazdă, cu toate acestea, este posibil ca ei să primească compuși cu energie înaltă de la celula gazdă pentru reproducere. În frotiuri și țesuturi, acestea sunt colorate conform Romanovsky-Giemsa, conform Macchiavello-Zdrodovsky (rickettsia sunt roșii, iar celulele infectate sunt albastre).
La om, rickettsiae provoacă tifos epidemic. (Rickettsia prowazekii), rickettioza transmisă de căpușe (R. sibirica), Febră pete de munți stâncoși (R. rickettsii) și alte rickettzioze.
Corpii elementari intră în celula epitelială prin endocitoză cu formarea unei vacuole intracelulare. În interiorul celulelor, ele se măresc și se transformă în corpuri reticulare care se divide, formând grupuri în vacuole (incluziuni). Corpii elementari sunt formați din corpuri reticulare, care părăsesc celulele prin exocitoză sau liză celulară. Cei care au plecat
Celulele elementare ale corpului intră într-un nou ciclu, infectând alte celule (Fig. 16.11.1). La om, chlamydia provoacă leziuni la nivelul ochilor (trahom, conjunctivită), tractului urogenital, plămânilor etc.
Actinomicete- bacterii gram-pozitive ramificate, filamentoase sau în formă de baghete. Numele său (din greacă. actis - Ray, mykes - ciuperca) au primit din cauza formării de druse în țesuturile afectate - granule de fire strâns împletite sub formă de raze care se extind din centru și se termină în îngroșări în formă de balon. Actinomicetele, ca și ciupercile, formează miceliu - celule care se împletesc sub formă de fir (hife). Ele formează miceliu substrat, care se formează ca urmare a creșterii celulare în mediul nutritiv, și miceliu aerian, care crește pe suprafața mediului. Actinomicetele se pot împărți prin fragmentarea miceliului în celule asemănătoare bacteriilor în formă de baston și coci. Pe hifele aeriene ale actinomicetelor se formează spori care servesc pentru reproducere. Sporii de actinomiceți nu sunt de obicei rezistenți la căldură.
O ramură filogenetică comună cu actinomicete este formată din așa-numitele actinomicete asemănătoare nocardi (nocardioforme), un grup colectiv de bacterii în formă de baston, de formă neregulată. Reprezentanții lor individuali formează forme de ramificare. Acestea includ bacterii din genuri Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Actinomicetele asemănătoare Nocardi se disting prin prezența în peretele celular a zaharurilor arabinoză, galactoză, precum și a acizilor micolici și a unor cantități mari de acizi grași. Acizii micolici și lipidele peretelui celular determină rezistența la acid a bacteriilor, în special Mycobacterium tuberculosis și lepră (atunci când sunt colorate conform Ziehl-Neelsen, acestea sunt roșii, iar bacteriile și elementele tisulare nerezistente la acid, sputa sunt albastre).
Actinomicetele patogene provoacă actinomicoză, nocardie - nocardioză, micobacterii - tuberculoză și lepră, corinebacterii - difterie. Formele saprofite de actinomicete și actinomicete asemănătoare nocardiei sunt răspândite în sol, multe dintre ele fiind producători de antibiotice.
Perete celular- o structură puternică, elastică, care conferă bacteriei o anumită formă și, împreună cu membrana citoplasmatică subiacentă, „frânează” presiunea osmotică ridicată din celula bacteriană. Este implicat în procesul de diviziune celulară și transportul metaboliților, are receptori pentru bacteriofagi, bacteriocine și diverse substanțe. Cel mai gros perete celular se găsește în bacteriile gram-pozitive (Fig. 2.4 și 2.5). Deci, dacă grosimea peretelui celular al bacteriilor gram-negative este de aproximativ 15-20 nm, atunci în bacteriile gram-pozitive poate ajunge la 50 nm sau mai mult.
Micoplasme- bacterii mici (0,15-1,0 µm), inconjurate doar de o membrana citoplasmatica. Ei aparțin clasei Molicute, conţin steroli. Datorită absenței peretelui celular, micoplasmele sunt sensibile osmotic. Au o varietate de forme: cocoid, filamentos, în formă de balon. Aceste forme sunt vizibile în timpul microscopiei cu contrast de fază a culturilor de micoplasmă pure. Pe un mediu nutritiv dens, micoplasmele formează colonii care seamănă cu ouăle prăjite: o parte centrală opacă scufundată în mediu și o periferie translucidă sub formă de cerc.
Micoplasmele provoacă pneumonie atipică la om (Micoplasma pneumoniae) și leziuni ale tractului genito-urinar (M.homi- nis si etc.). Micoplasmele provoacă boli nu numai la animale, ci și la plante. Reprezentanții nepatogeni sunt, de asemenea, destul de răspândiți.
2.2.2. Structura celulelor bacteriene
Structura bacteriilor a fost bine studiată folosind microscopia electronică a celulelor întregi și secțiunile lor subțiri, precum și alte metode. Celula bacteriană este înconjurată de o membrană formată dintr-un perete celular și o membrană citoplasmatică. Sub înveliș se află protoplasmă, constând din citoplasmă cu incluziuni și un nucleu numit nucleoid. Există structuri suplimentare: capsulă, microcapsulă, mucus, flageli, pili (Fig. 2.3). Unele bacterii sunt capabile să formeze spori în condiții nefavorabile.
În peretele celular al bacteriilor gram-pozitive conține cantități mici de polizaharide, lipide și proteine. Componenta principală a peretelui celular al acestor bacterii este peptidoglicanul multistrat (mu-rein, mucopeptide), reprezentând 40-90% din masa peretelui celular. Acizi teicoici (din greacă. teichos - perete), ale căror molecule sunt lanțuri de 8-50 reziduuri de glicerol și ribitol legate prin punți de fosfat. Forma și rezistența bacteriilor este dată de structura fibroasă rigidă a peptidoglicanului multistrat, reticulat cu peptide.
Peptidoglicanul este reprezentat de molecule paralele glican. constând în repetarea reziduurilor de N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic legate printr-o legătură glicozidică. Aceste legături sunt rupte de lizozimă, care este o acetilmuramidază. Moleculele de glican sunt legate prin acid N-acetilmuramic printr-o legătură încrucișată cu patru aminoacizi a peptidei ( tetrapeptidă). De aici și numele acestui polimer - peptidoglican.
Baza legăturii peptidice a peptidoglicanului în bacteriile gram-negative este tetrapeptidele formate din aminoacizi L și D alternanți, de exemplu: L-alanina - acid D-glutamic - acid mezo-diaminopimelic - D-alanina. U E.coli lanțurile peptidice (bacterii gram-negative) sunt conectate între ele prin D-alanina a unui lanț și mezo-diaminopimeli-
acid nou - altul. Compoziția și structura părții peptidice a peptidoglicanului bacteriilor gram-negative este stabilă, spre deosebire de peptidoglicanul bacteriilor gram-pozitive, ai căror aminoacizi pot diferi în compoziție și secvență. Tetrapeptidele peptidoglicanilor din bacteriile gram-pozitive sunt conectate între ele prin lanțuri polipeptidice cu 5 resturi
glicină (pentaglicină). În loc de acid mezo-diamino-pimelic, ele conțin adesea lizină. Elementele glican (acetilglucozamină și acid acetilmuramic) și aminoacizii tetrapeptidici (acizi mezo-diaminopimelic și D-glutamic, D-alanina) sunt o trăsătură distinctivă a bacteriilor, deoarece sunt absenți la animale și la oameni.
Capacitatea bacteriilor Gram-pozitive de a reține violetul de gențiană în combinație cu iod atunci când sunt colorate folosind colorația Gram (culoarea albastru-violet a bacteriilor) este asociată cu proprietatea peptidoglicanului multistrat de a interacționa cu colorantul. În plus, tratarea ulterioară a unui frotiu bacterian cu alcool determină o îngustare a porilor din peptidoglican și, prin urmare, reține colorantul în peretele celular. Bacteriile Gram-negative pierd colorantul după expunerea la alcool, care se datorează unei cantități mai mici de peptidoglican (5-10% din masa peretelui celular); sunt decolorate cu alcool și, atunci când sunt tratate cu fucsin sau safranină, capătă o culoare roșie.
ÎN compoziția peretelui celular al bacteriilor gram-negative intră în membrana exterioară, conectată prin lipoproteine la stratul subiacent de peptidoglican (Fig. 2.4 și 2.6). Când este privită prin microscopia electronică a secțiunilor ultrasubțiri ale bacteriilor, membrana exterioară are aspectul unei structuri ondulate cu trei straturi, similară membranei interioare, care se numește citoplasmatică. Componenta principală a acestor membrane este un strat bimolecular (dublu) de lipide.
Membrana exterioară este o structură mozaică reprezentată de lipopolizaharide, fosfolipide și proteine. Stratul său interior este reprezentat de fosfolipide, iar stratul exterior conține lipopolizaharidă(LPS). Astfel, membrana exterioară este asimetrică. Membrana exterioară LPS este formată din trei fragmente:
lipida A - o structură conservatoare, aproape aceeași în bacteriile gram-negative;
miez, sau miez, porțiune de crustă (lat. miez - miez), structură de oligozaharidă relativ conservată;
un lanț polizaharidic O-specific foarte variabil format prin repetarea secvențelor de oligozaharide identice.
LPS este „ancorat” în membrana exterioară de lipida A, care provoacă toxicitatea LPS și, prin urmare, este identificat cu endotoxina. Distrugerea bacteriilor de către antibiotice duce la eliberarea unor cantități mari de endotoxină, care poate provoca șoc endotoxic la pacient. Miezul sau partea centrală a LPS se extinde de la lipida A. Cea mai constantă parte a miezului LPS este acidul ceto-deoxioctonic (acid 3-deoxi-O-man-no-2-octulosonic). Lanțul specific O care se extinde din partea centrală a moleculei LPS determină serogrupul, serovarul (un tip de bacterii detectat de serul imun) al unei anumite tulpini de bacterii. Astfel, conceptul de LPS este asociat cu conceptul de O-antigen, prin care bacteriile pot fi diferențiate. Modificările genetice pot duce la defecte, „scurtarea” LPS bacteriană și coloniile „aspre” rezultate de forme R.
Proteinele matricei ale membranei exterioare o pătrund în așa fel încât moleculele proteice numite porine mărginesc porii hidrofili prin care trece apa și moleculele hidrofile mici cu o masă relativă de până la 700 Da.
Între membrana exterioară și citoplasmatică există un spațiu periplasmatic, sau periplasmă, care conține enzime (proteaze, lipaze, fosfataze,
nucleaze, beta-lactamaze), precum și componente ale sistemelor de transport.
Când sinteza peretelui celular bacterian este perturbată sub influența lizozimei, penicilinei, factorilor de protecție ai corpului și a altor compuși, se formează celule cu o formă modificată (adesea sferică): protoplaste - bacterii complet lipsite de perete celular; sferoplastele sunt bacterii cu un perete celular parțial conservat. După îndepărtarea inhibitorului peretelui celular, astfel de bacterii modificate se pot inversa, adică, dobândesc un perete celular complet și își pot restabili forma inițială.
Bacteriile de tip sfero- sau protoplast, care și-au pierdut capacitatea de a sintetiza peptidoglicanul sub influența antibioticelor sau a altor factori și sunt capabile să se reproducă, se numesc forme L (de la numele Institutului D. Lister, unde au fost). mai întâi studiat). Formele L pot apărea și ca urmare a mutațiilor. Sunt celule sensibile osmotic, sferice, în formă de balon, de diferite dimensiuni, inclusiv cele care trec prin filtre bacteriene. Unele forme L (instabile), atunci când factorul care a dus la modificări ale bacteriilor este îndepărtat, se pot inversa, „întorcându-se” la celula bacteriană originală. Formele L pot fi produse de mulți agenți patogeni ai bolilor infecțioase.
Membrana citoplasmatica anaîn microscopia electronică a secțiunilor ultrasubțiri, este o membrană cu trei straturi (2 straturi întunecate, fiecare cu grosimea de 2,5 nm, separate de un strat intermediar ușor). Ca structură (vezi Fig. 2.5 și 2.6) este similar cu plasmalema celulelor animale și constă dintr-un strat dublu de lipide, în principal fosfolipide, cu suprafață încorporată și proteine integrale care par să pătrundă prin structura membranei. Unele dintre ele sunt permeaze implicate în transportul de substanțe.
Membrana citoplasmatică este o structură dinamică cu componente mobile, deci este considerată o structură fluidă mobilă. Acesta înconjoară partea exterioară a citoplasmei bacteriene și este implicat în reglarea presiunii osmotice.
niya, transportul de substanțe și metabolismul energetic al celulei (datorită enzimelor lanțului de transport de electroni, adenozin trifosfatază etc.).
Cu o creștere excesivă (în comparație cu creșterea peretelui celular), membrana citoplasmatică formează invaginate - invaginări sub formă de structuri membranare complexe răsucite, numite mezosomi. Structurile mai puțin complexe răsucite sunt numite membrane intracitoplasmatice. Rolul mezosomilor și membranelor intracitoplasmatice nu este pe deplin înțeles. Se sugerează chiar că acestea sunt un artefact care apare după pregătirea (fixarea) unui specimen pentru microscopia electronică. Cu toate acestea, se crede că derivații membranei citoplasmatice participă la diviziunea celulară, furnizând energie pentru sinteza peretelui celular și participă la secreția de substanțe, sporulare, adică în procesele cu cost ridicat energie.
Citoplasma ocupă cea mai mare parte a celulei bacteriene și constă din proteine solubile, acizi ribonucleici, incluziuni și numeroase granule mici - ribozomi, responsabili de sinteza (traducerea) proteinelor.
Ribozomii bacterieni au o dimensiune de aproximativ 20 nm și un coeficient de sedimentare de 70S, spre deosebire de ribozomii SOS caracteristici celulelor eucariote. Prin urmare, unele antibiotice, prin legarea de ribozomii bacterieni, inhibă sinteza proteinelor bacteriene fără a afecta sinteza proteinelor în celulele eucariote. Ribozomii bacterieni se pot disocia în două subunități - 50S și 30S. ARN-urile ribozomale (ARNr) sunt elemente conservate ale bacteriilor („ceasul molecular” al evoluției). ARNr-ul 16S face parte din subunitatea ribozomală mică, iar ARNr-ul 23S face parte din subunitatea ribozomală mare. Studiul ARNr 16S este baza sistematicii genelor, permițând evaluarea gradului de înrudire a organismelor.
Citoplasma conține diverse incluziuni sub formă de granule de glicogen, polizaharide, acid beta-hidroxibutiric și polifosfați (volutină). Se acumulează atunci când există un exces de nutrienți în mediu și
Acţionează ca substanţe de rezervă pentru necesarul de nutriţie şi energie.
Volutina are afinitate pentru coloranții bazici și este ușor de detectat folosind metode speciale de colorare (de exemplu, Neisser) sub formă de granule metacromatice. Cu albastru de toluidină sau albastru de metilen, volutina este colorată în roșu-violet, iar citoplasma bacteriei este colorată în albastru. Aranjamentul caracteristic al granulelor de volutină este relevat în bacilul difteric sub formă de poli celulari intens colorați. Colorarea metacromatică a volutinei este asociată cu un conținut ridicat de polifosfat anorganic polimerizat. La microscopie electronică, ele arată ca niște granule dense de electroni cu dimensiunea de 0,1-1,0 microni.
Nucleoid- echivalent cu nucleul din bacterii. Este situat în zona centrală a bacteriilor sub formă de ADN dublu catenar, închis într-un inel și strâns strâns ca o minge. Nucleul bacteriilor, spre deosebire de eucariote, nu are înveliș nuclear, nucleol și proteine de bază (histone). De obicei, o celulă bacteriană conține un cromozom, reprezentat de o moleculă de ADN închisă într-un inel.Dacă diviziunea este întreruptă, 4 sau mai mulți cromozomi pot converge în ea. Nucleoidul este detectat la un microscop cu lumină după colorare folosind metode specifice ADN: Feulgen sau Romanovsky-Giemsa. În modelele de difracție de electroni ale secțiunilor ultrasubțiri ale bacteriilor, nucleoidul apare ca zone luminoase cu structuri fibrilare, sub formă de fire de DNK legate în anumite zone de
membrana citoplasmatica sau mezoso-
al meu, implicat în replicarea cromozomilor (vezi Fig. 2.5 și 2.6).
Pe lângă nucleoid, reprezentat de unul
cromozom, într-o celulă bacteriană există
factori extra-cromozomiali ai eredității -
plasmide (vezi secțiunea 5.1.2.) reprezentând
sunt inele de ADN închise covalent.
Capsula, microcapsula, mucus . Capsulă-
o structură mucoasă mai mare de 0,2 microni, ferm asociată cu peretele celular al bacteriilor și având limite externe clar definite. Capsula este vizibilă în frotiurile de amprentă din material patologic. În culturile pure de bacterii, se formează o capsulă
mai rar. Este detectat folosind metode speciale de colorare a unui frotiu conform Burri-Gins, ceea ce creează un contrast negativ al substanțelor capsulei: cerneala creează un fundal întunecat în jurul capsulei.
Capsula este formată din polizaharide (exopolizaharide), uneori polipeptide; de exemplu, în bacilul antraxului este format din polimeri ai acidului D-glutamic. Capsula este hidrofilă și conține o cantitate mare de apă. Previne fagocitoza bacteriilor. Antigen capsulă-na: Anticorpii împotriva capsulei o provoacă creștere (reacție de umflareși eu capsulă te iubesc).
Multe bacterii formează o microcapsulă - o formațiune mucoasă mai mică de 0,2 microni grosime, detectabilă doar prin microscopie electronică. Mucusul trebuie distins de capsulă - exopolizaharide mucoide care nu au limite externe clare. Mucusul este solubil în apă.
Exopolizaharidele mucoide sunt caracteristice tulpinilor mucoide de Pseudomonas aeruginosa, des întâlnite în sputa pacienților cu fibroză chistică. Exopolizaharidele bacteriene sunt implicate în aderență (lipirea de substraturi); se mai numesc si glico-
calix. Pe lângă sinteza exopolizaharidelor de către bacterii, există un alt mecanism de formare a acestora: prin acțiunea enzimelor bacteriene extracelulare asupra dizaharidelor. Ca urmare, se formează dextrani și levani.
Capsula și mucusul protejează bacteriile de deteriorare și uscare, deoarece, fiind hidrofile, leagă bine apa și împiedică acțiunea factorilor de protecție ai macroorganismului și bacteriofagelor.
Flagelii bacteriile determină mobilitatea celulei bacteriene. Flagelii sunt filamente subțiri care provin din membrana citoplasmatică și sunt mai lungi decât celula însăși (Fig. 2.7). Grosimea flagelului este de 12-20 nm, lungimea de 3-15 µm. Sunt formate din 3 părți: un filament spiralat, un cârlig și un corp bazal care conține o tijă cu discuri speciale (1 pereche de discuri în bacterii gram-pozitive și 2 perechi în bacterii gram-negative). Flagelii sunt atașați de membrana citoplasmatică și de peretele celular prin discuri. Acest lucru creează efectul unui motor electric cu o tijă - un rotor - care rotește flagelul. Diferența de potențial de protoni de pe membrana citoplasmatică este folosită ca sursă de energie. Mecanismul de rotație este asigurat de proton ATP sintetaza. Viteza de rotație a flagelului poate ajunge la 100 rps. Dacă o bacterie are mai mulți flageli, aceștia încep să se rotească sincron, împletindu-se într-un singur mănunchi, formând un fel de elice.
Flagelii constau dintr-o proteină - flagelina (din. flagel - flagellum), care este un antigen - așa-numitul antigen H. Subunitățile flagelinei sunt răsucite în spirală.
Numărul de flageli în bacteriile de diferite specii variază de la unul (monotrichus) la Vibrio cholerae la zeci și sute de flageli care se extind de-a lungul perimetrului bacteriei (peritrichus) la Escherichia coli, Proteus etc. Lophotrichus au un mănunchi de flageli la unul. capătul celulei. Amfitrihia are un flagel sau un mănunchi de flageli la capetele opuse ale celulei.
Flagelele sunt detectate folosind microscopia electronică a preparatelor pulverizate cu metale grele sau la microscopul ușor după tratament cu metode speciale bazate pe gravarea și adsorbția diferitelor
substanțe care conduc la creșterea grosimii flagelilor (de exemplu, după argint).
Villi, sau a băut(fimbriae) - formațiuni sub formă de fir (Fig. 2.7), mai subțiri și mai scurte (3 + 10 nm x 0,3 + 10 µm) decât flagelii. Pilii se extind de la suprafața celulei și sunt formați din proteina pilină. Au activitate antigenică. Există pili responsabili pentru aderență, adică pentru atașarea bacteriilor la celula afectată, precum și pili responsabili de nutriție, metabolismul apă-sare și pili sexuali (F-pili) sau de conjugare.
Pili sunt de obicei numeroase - câteva sute pe celulă. Cu toate acestea, ea are de obicei 1-3 ferăstraie sexuale per celulă: acestea sunt formate din așa-numitele celule donatoare „masculin” care conțin plasmide transmisibile. (F-, R-, plasmide Col). O trăsătură distinctivă a pililor sexuali este interacțiunea lor cu bacteriofagi sferici „masculi” speciali, care sunt adsorbiți intens pe pili sexuali (Fig. 2.7).
Controversă- o formă particulară de bacterii în repaus cu un tip de structură a peretelui celular de tip gram-pozitiv (Fig. 2.8).
Sporii se formează în condiții nefavorabile pentru existența bacteriilor (uscare, deficiență de nutrienți etc.). Un singur spor (endospor) se formează în interiorul unei celule bacteriene. Formarea sporilor contribuie la conservarea speciei și nu este o metodă de reproducere, ca la ciuperci.
Bacteriile formatoare de spori din gen Bacil, y a căror mărime a sporilor nu depăşeşte diametrul celulei se numesc bacili. Bacteriile formatoare de spori la care dimensiunea sporului depășește diametrul celulei, motiv pentru care iau forma unui fus, se numesc clostridii, de exemplu bacterii din genul Clostridium (lat. Clostridium - ax). Sporii sunt rezistenți la acizi, prin urmare sunt colorați cu roșu folosind metoda Aujeszky sau metoda Ziehl-Neelsen, iar celula vegetativă este colorată cu albastru.
Sporulația, forma și localizarea sporilor într-o celulă (vegetativă) sunt o proprietate de specie a bacteriilor, care le permite să se distingă unele de altele. Forma sporilor poate fi ovală, sferică; locația în celulă este terminală, adică la capătul bastonului (în agentul cauzator al tetanosului), subterminală - mai aproape de capătul bastonului (în agenții cauzatori ai botulismului, gangrenă gazoasă) și centrală în bacilul antraxului) .
Proces sporulare(sporularea) trece printr-o serie de etape, în care o parte din citoplasmă și cromozomul celulei vegetative bacteriene sunt separate, înconjurate de o membrană citoplasmatică în creștere - se formează un prospor. Prosporul este înconjurat de două membrane citoplasmatice, între care se formează un strat gros de peptidoglican modificat (scoarță). Din interior intră în contact cu peretele celular al sporului, iar din exterior - cu învelișul interior al sporului. Învelișul exterior al sporului este format dintr-o celulă vegetativă. Sporii unor bacterii au o acoperire suplimentară - exosporium.În acest fel, se formează o înveliș multistrat, slab permeabil. Sporularea este însoțită de consumul intensiv de acid dipicolic și ioni de calciu de către prospor, iar apoi de învelișul sporilor în curs de dezvoltare. Disputa capătă rezistență la căldură, care este asociat cu prezența dipicolinatului de calciu în acesta.
Sporii pot persista mult timp datorită prezenței unei învelișuri multistrat, dipicolinat de calciu, conținut scăzut de apă și procese metabolice lente. În sol, de exemplu, agenții patogeni ai antraxului și tetanosului pot persista zeci de ani.
În condiții favorabile, sporii germinează, trecând prin trei etape succesive: ac-
motivație, inițiere, creștere. În acest caz, dintr-un spor se formează o bacterie. Activarea este pregătirea pentru germinare. La o temperatură de 60-80 °C, sporul este activat pentru germinare. Inițierea germinării durează câteva minute. Stadiul de creștere este caracterizat de creștere rapidă, însoțită de distrugerea cochiliei și apariția unui răsad.
Bacteriile sunt microorganisme procariote cu structură celulară. Dimensiunile lor variază de la 0,1 la 30 de microni. Germenii sunt extrem de frecventi. Ei trăiesc în sol, aer, apă, zăpadă și chiar izvoare termale, pe corpul animalelor, precum și în interiorul organismelor vii, inclusiv în corpul uman.
Distribuția bacteriilor în specii ține cont de mai multe criterii, printre care cel mai adesea se ia în considerare forma microorganismelor și distribuția lor spațială. Deci, în funcție de forma celulelor, bacteriile sunt împărțite în:
Coca - micro-, diplo-, strepto-, stafilococi, precum și sarcina;
În formă de tijă - monobacterii, diplobacterii și streptobacterii;
Speciile contorte sunt vibrionii și spirochetele.
Determinantul lui Bergey sistematizează toate bacteriile cunoscute conform celor mai utilizate principii de identificare a bacteriilor în bacteriologia practică, pe baza diferențelor în structura peretelui celular și a relației cu colorația Gram. Descrierea bacteriilor este dată pe grupe (secțiuni), care includ familii, genuri și specii; în unele cazuri, grupurile includ clase și ordine. Bacteriile patogene pentru oameni sunt incluse într-un număr mic de grupuri.
Cheia identifică patru categorii principale de bacterii -
Gracillicutes [din lat. gracilis, grațios, subțire, + cutis, piele] - specie cu un perete celular subțire, colorare gram negativ;
firmicutes [din lat. flrmus, puternic, + cutis, piele] - bacterii cu un perete celular gros, colorat gram-pozitiv;
Tenericutes [din lat. tener, tender, + cutis, skin] - bacterii lipsite de perete celular(micoplasme și alți reprezentanți ai clasei Mollicutes)
Mendosicutes [din lat. mendosus, neregulat, + cutis, piele] - arhebacterii (metano- și sulfato-reducătoare, halofile, termofile și arheobacterii lipsite de perete celular).
Grupa 2 a determinantului Bergey. Bacteriile gram-negative contorte și curbate aerobe și microaerofile. Speciile patogene pentru om sunt incluse în genurile Campylobacter și Helicobacters Spirillum.
Grupa 3 a determinantului Bergey. Bacteriile gram-negative nemotile (rareori mobile). Nu conține specii patogene.
Grupa 4 a determinantului Bergey. Baghete și coci gram-negativi aerobi și microaerofile. Speciile patogene pentru om sunt incluse în familiile Legionellaceae, Neisseriaceae și Pseudomonada-ceae; grupul include și bacterii patogene și oportuniste din genurile Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella și Moraxella.
Grupa 5 a determinantului Bergey. Baghete gram-negative facultativ anaerobe. Grupul este format din trei familii - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae și Pasteurellaceae, fiecare dintre ele include specii patogene, precum și bacterii patogene și oportuniste din genurile Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella și Streptobacillus.
Grupa 6 a determinantului Bergey. Bacteriile anaerobe Gram negative drepte, curbate și spiralate. Speciile patogene și oportuniste sunt incluse în genurile Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas și Prevotelta.
Grupa 7 a determinantului Bergey. Bacteriile care efectuează reducerea disimilatorie a sulfatului sau a sulfului Nu includ speciile patogene.
Grupa 8 a determinantului Bergey. Coci gram negativi anaerobi. Include bacterii oportuniste din genul Veillonella.
Grupa 9 a determinantului Bergey. Rickettsia și chlamydia. Trei familii - Rickettsiaceae, Bartonellaceae și Chlamydiaceae, fiecare dintre ele conține specii patogene pentru om.
Grupele 10 și 11 ale determinantului lui Bergey includ bacterii fototrofe anoxi- și oxigenate care nu sunt patogene pentru oameni.
Grupa 12 a determinantului Bergey. Bacteriile chimiolitotrofe aerobe și organisme înrudite. Combină bacterii oxidante și nitrificante fier-sulf și mangan care nu provoacă daune oamenilor.
Grupurile 13 și 14 ale determinantului lui Bergey includ bacterii înmugurite și/sau proeminente și bacterii care formează teaca. Ele sunt reprezentate de specii libere care nu sunt patogene pentru oameni;
Grupele 15 și 16 ale determinantului lui Bergey combină bacteriile glisante care nu formează corpuri fructifere și cele care le formează. Grupele nu includ specii patogene pentru oameni.
Grupa 17 a determinantului Bergey. Coci gram-pozitivi. Include specii oportuniste din genurile Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus.
Grupa 18 a determinantului Bergey. Baghete și coci gram-pozitivi care formează spori. Include bacili patogeni și oportuniști din genurile Clostridium și Bacillus.
Grupa 19 a determinantului Bergey. Baghete gram-pozitive formatoare de spori de formă regulată. Inclusiv specii oportuniste din genurile Erysipelothrix și Listeria.
Grupa 20 a determinantului Bergey. Baghete gram-pozitive formatoare de spori de formă neregulată. Grupul include specii patogene și oportuniste din genurile Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus etc.
Grupa 21 a determinantului Bergey. Micobacterii. Include singurul gen Mycobacterium, care combină specii patogene și oportuniste.
Grupele 22-29. Actinomicete. Dintre numeroasele specii, doar actinomicetele nocardioforme (grupul 22) din genurile Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi și Terrabacter sunt capabile să provoace leziuni la om.
Grupa 30 a determinantului Bergey. Micoplasme. Speciile incluse în genul Acholeplasma, Mycoplasma și Ureaplasma sunt patogene pentru om.
Grupele rămase ale determinantului lui Bergey - bacterii metanogene (31), bacterii reducătoare de sulfat (32 arhebacterii aerobe extrem de halofile (33), arhebacterii lipsite de pereții celulari (34), termofile extreme și hipertermofile care metabolizează sulful (35) - nu conțin specii. patogen pentru oameni.
Clasificarea (gruparea) modernă a microorganismelor a fost propusă în 1980 de un microbiolog american Burgee. Conform acestei clasificări, întreaga lume a microbilor este împărțită în trei regate: bacterii, ciuperci, viruși.
Cine sunt ei? Pentru a afla, m-am dus la biblioteca școlii, unde bibliotecarul nostru m-a ajutat să lucrez prin literatura în căutarea unui răspuns.
Nume microorganisme provine din cuvântul latin micros - mic. Prin urmare, microorganismele (microbii) sunt organisme unicelulare mai mici de 0,1 mm în dimensiune care nu pot fi văzute cu ochiul liber.
A apărut pe Pământ cu multe miliarde de ani înainte de apariția omului! Au o varietate de forme. Unii sunt imobili, în timp ce alții au cili sau flageli cu care se mișcă.
Majoritatea microbilor respiră aer - asta aerobi.
Pentru alții, aerul este dăunător - asta anaerobi.
În clasificarea mondială, microbii sunt împărțiți în patogen(patogen) și microbi nepatogeni. Acestea includ bacterii, viruși, ciuperci microscopice inferioare (mucor, drojdie) și alge, protozoare (
).
Anexa 1
Clasificarea microorganismelor
Din lecțiile lumii înconjurătoare, am învățat că bacteriile, considerate anterior plante microscopice, sunt acum separate în regnul independent al bacteriilor - unul dintre cele patru din sistemul actual de clasificare împreună cu plantele, animalele și ciupercile.
(altă greacă - tijă) - acestea sunt microorganisme unicelulare, caracterizate prin asemănări celulare, având o varietate de forme: sferice - coci, în formă de tijă - bacili, curbat - vibrioni, spirala - spirilla, sub formă de lanț - streptococi, sub formă de clustere - stafilococi (
).
Anexa 2
Clasificarea bacteriilor după formă
| Numele bacteriei | Forma bacteriilor | Imaginea bacteriilor |
| Cocci | În formă de minge | |
| Bacil | În formă de tijă | |
| Vibrio | Curbat, în formă de virgulă |  |
| Spirillum | Spirală |  |
| Streptococi | Lanţ |  |
| Stafilococ | ciorchini |  |
| Diplococul | Două bacterii rotunde închise într-o capsulă |
În prezent, au fost descrise aproximativ zece mii de specii de bacterii. Ramura microbiologiei studiază bacteriile bacteriologie.
(lat. otravă virală) - cele mai primitive organisme de pe pământ cu o dimensiune de 20-300 nm. Se reproduc numai în interiorul celulelor vii ale corpului. Nu au o structură celulară. În stare liberă, nu au loc procese metabolice în ele.
(inferioare) sunt ciuperci unicelulare. Aceste ciuperci includ binecunoscutul mucegai alb ( ciuperca mucor). Această ciupercă se dezvoltă adesea pe pâine sau pe legume și arată la început ca vată, o substanță albă pufoasă care devine treptat neagră. În ciuda faptului că mucorul provoacă alterarea în viața de zi cu zi, în natură joacă o funcție utilă prin descompunerea organismelor moarte.
O nișă specială în cercetarea microbiologică este ocupată de un grup de ciuperci unicelulare care trăiesc într-un mediu lichid, bogat substanțe organice, folosit în procesele de fermentație.
(cianobacteriile) este un tip de bacterii străvechi mari capabile de fotosinteză, însoțită de eliberarea de oxigen.
- multe organisme diferite al căror corp este format dintr-o singură celulă ( ciliati, ameba, euglena verde...).
Astfel, conform clasificării pe care am considerat-o, există un număr imens de microorganisme care există și se reproduc în condiții confortabile pentru fiecare specie. Fiecare tip de microorganism va depinde de mediul său și va îndeplini funcții specifice.
Bacteriile sunt organisme unicelulare lipsite de clorofilă.
Bacterii se găsesc peste tot, locuind în toate habitatele. Cel mai mare număr dintre ele se găsește în sol la o adâncime de până la 3 km (până la 3 miliarde într-un gram de sol). Sunt multe în aer (la o altitudine de până la 12 km), în corpurile animalelor și plantelor (atât vii, cât și moarte), iar corpul uman nu face excepție.
Printre bacterii există forme imobile și mobile. Bacteriile se mișcă cu ajutorul unuia sau mai multor flageli, care se află pe întreaga suprafață a corpului sau într-o anumită zonă.
Celulele bacteriene variază ca formă:
- sferice - coci,
- în formă de tijă - bacili,
- în formă de virgulă - vibrioni,
- răsucit - spirilla.
Cocci:
Monococi: acestea sunt celule situate separat.
Diplococi: Aceștia sunt coci perechi; după diviziune pot forma perechi.
Gonococ Neisser: agentul cauzal al gonoreei
Pneumococi: agentul cauzal al pneumoniei lobare
Meningococi: agentul cauzal al meningitei (inflamația acută a meningelor)
Streptococi: Acestea sunt celule de formă rotundă care, după divizarea, formează lanțuri.
α - streptococi viridans
β - streptococi hemolitici, agenții cauzatori ai scarlatinei, durerii în gât, faringitei...
γ - streptococi nehemolitici
Stafilococ: Acesta este un grup de microorganisme care nu se dispersează după diviziune, formând grupuri uriașe, dezordonate.
Agent cauzal: boli pustuloase, sepsis, furuncule, abcese, flegmon, mastite, piodermatite si pneumonie la nou-nascuti.
Sarcin: Aceasta este o acumulare de coci în grupuri sub formă de pungi de 8 sau mai mulți coci.
În formă de tijă:
Acestea sunt bacterii cilindrice, asemănătoare tijelor care măsoară 1-5 × 0,5-1 microni, adesea amplasate individual. .
Bacteriile reale: Acestea sunt bacterii în formă de baston care nu formează spori.
Bacili: Acestea sunt bacterii în formă de tijă care formează spori.
(Bacilul Koch, Escherichia coli, agent cauzal de antrax, Pseudomonas aeruginosa, agent cauzator de ciumă, agent cauzator de tuse convulsivă, agent cauzator de chancroid, agent cauzator de tetanos, agent cauzator de botulism, agent patogen...)
Vibrios:
Acestea sunt celule ușor curbate, în formă de virgule, de 1-3 microni.
Vibrio cholerae: agentul cauzal al holerei. Trăiește în apă prin care apare infecția.
Spirilla:
Acestea sunt microorganisme contorte sub formă de spirală, cu unul, două sau mai multe inele spiralate.
Bacteriile inofensive care trăiesc în ape uzateși rezervoare îndiguite.
Spirochete:
Acestea sunt bacterii subțiri, lungi, în formă de topor, reprezentate de trei specii: Treponema, Borrelia, Lertospira. Treponema pallidum este patogen pentru oameni - agentul cauzal al sifilisului se transmite pe cale sexuală.
Structura unei celule bacteriene:
Structura celulelor bacteriene bine studiat folosind microscopia electronică. O celulă bacteriană este formată dintr-o membrană, al cărei strat exterior este numit perete celular, iar stratul interior este membrana citoplasmatică, precum și citoplasmă cu incluziuni și nucleotide. Există structuri suplimentare: capsulă, microcapsulă, mucus, flageli, pili, plasmide;
Perete celular - o structură puternică, elastică, care conferă bacteriei o anumită formă și „reține” presiunea osmotică ridicată din celula bacteriană. Protejează celula de factorii de mediu nocivi.
Membrana exterioara reprezentate de lipopolizaharide, fosfolipide si proteine. Pe partea sa exterioară există lipo-polizaharidă.
Între peretele celular și membrana citoplasmatică se află spațiul periplasmatic, sau periplasma, care conține enzime.
Membrana citoplasmatica adiacent suprafeței interioare a peretelui celular bacterian și înconjoară partea exterioară a citoplasmei bacteriene. Constă dintr-un strat dublu de lipide, precum și proteine integrale care pătrund prin el.
Citoplasma ocupă cea mai mare parte a celulei bacteriene și constă din proteine solubile, acizi ribonucleici, incluziuni și numeroase granule mici - ribozomi, responsabil de sinteza proteinelor. Citoplasma conține diverse incluziuni sub formă de granule de glicogen, polizaharide, acizi grași și polifosfați.
Nucleotide - echivalent cu nucleul din bacterii. Este situat în citoplasma bacteriilor sub formă de ADN dublu catenar, închis într-un inel și strâns strâns ca o minge. De obicei, o celulă bacteriană conține un cromozom, reprezentat de o moleculă de ADN închisă într-un inel.
Pe lângă nucleotide, celula bacteriană poate conține factori extracromozomiali ai eredității - plasmide, reprezentând inele ADN închise covalent și capabile de replicare indiferent de cromozomul bacterian.
Capsulă - o structură mucoasă ferm asociată cu peretele celular al bacteriilor și având limite externe clar definite. De obicei, capsula constă din polizaharide, uneori din polipeptide,
Multe bacterii conțin microcapsula - formare mucoasă, detectată numai prin microscopie electronică.
Flagelii bacteriile determină motilitatea celulară. Flagelii sunt filamente subțiri care provin din membrana citoplasmatică, sunt atașați de membrana citoplasmatică și de peretele celular prin discuri speciale, sunt lungi, constau dintr-o proteină - flagelină, răsucite sub formă de spirală. Flagelele sunt detectate folosind un microscop electronic.
Controversă - o formă particulară de bacterii gram-pozitive în repaus formată în mediul extern în condiții nefavorabile pentru existența bacteriilor (uscare, deficiență de nutrienți etc.).
Bacteriile din forma L.
În multe bacterii, cu distrugerea parțială sau completă a pereților celulari, se formează forme L. Pentru unii apar spontan. Formarea formelor L are loc sub influența penicilinei, care perturbă sinteza mucopeptidelor din peretele celular. În ceea ce privește morfologia, formele L ale diferitelor specii bacteriene sunt similare între ele. Sunt sferice, formațiuni de diferite dimensiuni: de la 1-8 microni la 250 nm, sunt capabile, ca virusurile, să treacă prin porii filtrelor de porțelan. Cu toate acestea, spre deosebire de viruși, formele L pot fi cultivate pe medii nutritive artificiale prin adăugarea de penicilină, zahăr și ser de cal. Când penicilina este îndepărtată din mediul nutritiv, formele L sunt convertite înapoi în formele originale de bacterii.
În prezent, s-au obținut forme L de Proteus, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Brucella, agenți cauzali ai gangrenei gazoase și a tetanosului și a altor microorganisme.
Microorganisme gram-pozitive (gr + m/o).
Acestea includ: Staphylococcus aureus și Staphylococcus epidermidis și Streptococcus...
Habitat: tractul respirator superior și piele.
Rezervor: piele, aer, articole de îngrijire, mobilier, lenjerie de pat, îmbrăcăminte.
Nu mor atunci când sunt uscate.
Reproducere: nu se reproduc în afara oamenilor, dar sunt capabile să se reproducă în produsele alimentare dacă nu sunt depozitate corespunzător.
Microorganisme gram-negative (gr - m/o).
Acestea includ: Escherichia coli, Klebsiella, Citrobacter, Proteus, Pseudomonas aeruginosa...
Habitat: intestine, mucoase ale tractului urinar și respirator...
Rezervor: cârpe umede, perii pentru spălarea vaselor, aparate de respirație, suprafețe umede, dezinfectanți medicinali și slabi. solutii.
Mor când sunt uscate.
Reproducere: se acumulează în mediul extern, în dezinfectanți. soluții cu concentrații scăzute.
Transmis: prin picături în aer și contact cu gospodăria.
Bacteriile sunt procariote - organisme unicelulare care nu au nucleu. Ele sunt împărțite în două superregate: Bacteriile și Arhebacterii. Printre acestea din urmă nu există agenți patogeni ai bolilor infecțioase. Astăzi, clasificarea bacteriilor se bazează pe principiile relațiilor genetice.
Superregnul Bacteriile este format din următoarele organisme:
- cu pereți subțiri (gram-negativ);
- cu pereți groși (gram-pozitiv);
- fără pereți celulari (micoplasmă).
În cadrul superregnului, microorganismele sunt clasificate în șase grupe taxonomice:
- Clasă.
- Ordin.
- Familie.
Grupul principal este specia. Se prezintă ca un ansamblu de indivizi cu aceeași geneză și genotip, înrudiți prin caracteristici similare și diferiți de alte specii.
Numele speciei este determinat de nomenclatura binară (adică numele este format din două cuvinte). Agentul cauzal al sifilisului, de exemplu, este denumit Treponema pallidum. Prima parte a numelui indică genul și este indicată cu majuscule. Al doilea indică tipul, scris cu o literă mică. Dacă o specie este menționată a doua oară, numele genului este indicat prin litera inițială (T. padillum).
Cea mai comună este gruparea fenotipică inclusă în cea de-a noua ediție a Cheii lui Bergey. Principiile sale se bazează pe structura pereților celulari.
Determinantul lui Bergey clasifică și bacteriile pe baza colorației Gram. Tehnica Gram este o metodă de cercetare în care colorarea permite diferențierea organismelor pe baza proprietăților biochimice ale pereților lor celulari. Metoda a fost dezvoltată în 1884 de medicul danez Gram.
Cele mai mari grupuri de bacterii din clasificarea Bergey:
- Gram-negativ.
- Gram-pozitiv.
- Micoplasme.
- Archaea.
În cheia lui Bergey, descrierile sunt prezentate în grupuri, inclusiv familii, genuri și specii. Uneori, clasele și comenzile sunt incluse în grup. Cheia lui Bergey identifică 30 de grupuri, inclusiv organisme patogene, restul de 5 grupuri conform lui Bergey nu conțin specii patogene.
ÎN anul trecut Clasificarea filogenetică, care se bazează pe principiile biologiei moleculare, câștigă popularitate. În anii 60 ai secolului trecut, a fost descoperită una dintre primele metode de determinare a relațiilor de familie pe baza asemănării genomului - o metodă de comparare a concentrației de guanină (un element acid nucleic) și citozină (o componentă a ADN-ului) într-o macromoleculă de ADN. Indicatorii identici ai concentrației lor nu indică asemănarea evolutivă a microorganismelor, dar o diferență de 10% indică faptul că bacteriile aparțin unor genuri diferite.
În anii 70, a fost dezvoltată o altă tehnică care a schimbat radical teoria microbiologiei - evaluarea secvenței genelor în ARNr 16s. Folosind această metodă, a devenit posibilă identificarea mai multor grupuri filogenetice de microorganisme și analiza relațiilor acestora.
Clasificarea la nivel de specie se realizează folosind tehnici de hibridizare ADN-ADN. Un studiu al speciilor studiate temeinic arată că 70% din gradul de hibridizare descrie o specie, de la 10% la 60% - un gen, mai puțin de 10% - genuri diferite.
Clasificarea filogenetică o copiază parțial pe cea fenotipică. Deci, de exemplu, gram-negativele sunt incluse în ambele. În același timp, sistemul organismelor gram-negative este aproape complet modificat. Arhebacteriile sunt definite ca un taxon independent de cel mai înalt nivel, unele grupuri taxonomice sunt redistribuite, iar microorganismele cu scopuri ecologice diferite sunt atribuite unei singure categorii.
Forme de bacterii
Bacteriile pot fi clasificate pe baza morfologiei lor. Una dintre principalele caracteristici morfologice este forma.
Există mai multe soiuri:
- Sferice (coci, diplococi, sarcina, streptococi, stafilococi).
- În formă de tijă (bacil, diplobacillus, streptobacili, cocobacterii).
- Ornat (vibrios, spirilla).
- În formă de spirală (spirochetele sunt microorganisme subțiri, alungite, întortocheate, cu multe bucle).
- Filetat.
Figura arată formele lor:
- 1 – micrococi;
- 2 – streptococi;
- 3 – sarcine;
- 4 – tije fără spori;
- 5 – tije de spori (bacili);
- 6 – vibrioni;
- 7 – spirochete;
- 8 – spirila flagelată;
- 9 – stafilococi.
Bacteriile în formă de minge au formă sferică și există și organisme ovale și în formă de fasole.
Localizarea cocilor:
- Separat – micrococi.
- Împreună cu diplococi.
- În lanțuri - streptococi.
- In forma viţă de vie– stafilococi.
- „Pachetele” conțin sarcine.
Cele mai comune bacterii sunt bacteriile în formă de tijă. Tijele se adună singure, în perechi (diplobacteria) sau în lanțuri (streptobacteria). O serie de organisme în formă de tijă pot forma spori în condiții dificile. Bacilii sunt bastonașe de spori. Bacilii în formă de fus se numesc clostridii.
Microorganismele ornate au formă de virgulă (vibrioni), tije subțiri de înfășurare (spirochete) și pot avea, de asemenea, mai multe bucle (spirila).
Arhebacteriile nu au peptidoglican (o componentă care îndeplinește o funcție mecanică) în pereții lor celulari. Au ribozomi specifici și ARN ribozomal (acid ribonucleic).
Morfologia organismelor gram-negative cu pereți subțiri:
- Forma globulară (gonococi, meningococi, veillonella).
- Ornat (spirochete, spirilla).
- În formă de tijă (rickettsia).
Printre microorganismele gram-pozitive cu pereți groși se numără:
- În formă de bilă (stafilococi, pneumococi, streptococi).
- În formă de tijă.
- Organisme ramificate, sub formă de fir (actinomicete).
- Organisme în formă de maciucă (corinebacterii).
- Micobacterii.
- Bifidobacterii.
Localizarea și numărul flagelilor
Morfologia include parametri precum locația și numărul flagelilor. Conform acestui parametru există:
- Monotrichs (un singur flagel la polul celulei lor).
- Lophotrichs (un buchet de flageli la polul celulei lor).
- Amfitrihia (două mănunchiuri de flageli la poli).
- Peritric (un număr mare de flageli în întreaga bacterie).
Prezența flagelilor este caracteristică microbilor intestinali, Vibrio cholerae, spirilla și formatorii de alcali.
Culorile peretelui celular
Culoarea bacteriilor este determinată de concentrația de peptidoglican. Organismele caracterizate printr-un conținut ridicat de peptidoglican în pereții celulari (aproximativ 90%) au o colorație Gram albastru-violet. Acestea sunt bacterii gram-pozitive.
Toate celelalte bacterii, având de la 5 la 20% peptidoglican în coajă, capătă o culoare roz. Acestea includ bacterii gram-negative. Gradul de grosime a peptidoglicanului la organismele gram-pozitive este de câteva ori mai mare decât la cele gram-negative.
Pereții celulari ai organismelor Gram pozitive includ, de asemenea, polizaharide, acizi teicoici și proteine. Bacteriile Gram-negative sunt acoperite de o membrană exterioară formată din lipopolizaharide și proteine bazale.
Colorarea Gram permite clasificarea procariotelor în subcategorii. Microorganismele cu pereți groși din departamentul Gracilicutes, protoplastele și sferoplastele cu perete celular defect colorează Gram-negativ. Bacteriile cu pereți groși de tip Firmicute colorează gram-pozitive.
Clasificarea după tipul de respirație
În funcție de tipul de respirație, există:
- aerobic;
- organisme anaerobe.
Celulele bacteriene sunt capabile de respirație, adică oxidează compușii organici cu oxigen, ducând la formarea de dioxid de carbon, apă și energie. Aceste organisme sunt considerate aerobe deoarece au nevoie de oxigen. Ei trăiesc la suprafața apei și a pământului, în aer.
Multe microorganisme există fără oxigen, adică se descurcă fără să respire. Acestea includ bacteriile implicate în procesul de descompunere a substanțelor în timpul humusului. Astfel de organisme sunt anaerobe. Respirația înlocuiește fermentația - descompunerea compușilor organici fără oxigen cu producerea de energie. În timpul fermentației alcoolului, se generează o energie de 114 kJ (sau 27 kilocalorii), ca urmare a acidului lactic, energia este de 94 kJ (sau 18 kilocalorii). Respirația bacteriană are loc în lizozomii lor.
Metoda de nutriție
Clasificarea bacteriilor după tipul de alimente:
- autotrofi;
- heterotrofi.
Primii trăiesc în aer și folosesc substanțe anorganice pentru a le produce organice. Autotrofele folosesc energia solară (cianobacteriile) sau energia compușilor anorganici (bacteriile cu sulf, bacteriile fier).
Clasificarea după enzime
Enzimele joacă un rol important în procesele metabolice celule. Ele sunt împărțite în șase grupe:
- Oxireductaze.
- Transferaze.
- Hidrolazele.
- Ligaze.
- Lyases.
- Izomeraze.
Enzimele produse sunt localizate în interiorul celulei (endoenzime) sau sunt excretate în exterior (exoenzime). Al doilea tip de enzime este implicat în intrarea carbonului și a energiei în celulă. Majoritatea enzimelor din grupul hidrolazelor sunt clasificate ca exoenzime. O serie de enzime (colagenaza etc.) sunt clasificate ca enzime de agresiune. Enzimele individuale sunt localizate în pereții celulari. Ei îndeplinesc o funcție de transport, adică transportă substanțe în celulă.
Bacteriile sunt microorganisme unicelulare, fără nucleu, care sunt clasificate în funcție de mulți parametri (metode de respirație și nutriție, structura peretelui celular, formă etc.). Astăzi, știința cunoaște mai mult de 10.000 de specii de bacterii, dar numărul acestora este estimat la un milion.