التركيب الكيميائي ووظائف جدار الخلية. هيكل جدار الخلية في أنواع مختلفة من البكتيريا

فريدة من نوعها بطريقتها الخاصة توفر تنوعها وخصائص الحياة.

يستخدم علم الأحياء الدقيقة الحديث للدراسة والتصنيف ما يلي السمات المميزةبكتيريا:

1. التركيب الخلوي المورفولوجي:
   • كروية "cocci" ؛
   • "عصيات" على شكل قضيب ؛
   • دوامة "اللولبيات" ؛
   • شكل معقد "الضمات".
2. يتنفس:
   • تنفس الأكسجين "الهوائية" ؛
   • نقص الأكسجين "اللاهوائي".
3. طريقة التغذية:
   • ذاتية التغذية "مستقلة" - قادرة على التوليف المواد العضويةمن غير عضوي بمساعدة الطاقة تفاعلات كيميائيةأو التمثيل الضوئي (على سبيل المثال ، الطحالب الخضراء المزرقة) ؛
   • غيرية التغذية - تحويل ومعالجة المواد العضوية الجاهزة التي تم الحصول عليها نتيجة للنشاط الحيوي للكائنات الأخرى ، وهذا يشمل الكائنات الدقيقة المسببة للأمراض (المسببة للأمراض) والتكافل (النافع) ، وكذلك البكتيريا التي تعيش بسبب عمليات التخمير ، والتسوس ، إلخ. .
4. الموطن:
   • البيئة الخارجية (التربة والمياه وما إلى ذلك) ؛
   • داخل الكائنات الحية.
   • المواد العضوية الميتة (الجثث ، الرواسب ، النفايات).
5. طريقة التوزيع والبقاء (سواء كانت جراثيم خلوية ، أغماد ، مخاط).
6. رد الفعل على اختبار الجرام (الفصل وفقًا لتكوين وهيكل الجدران ، التصنيف الرئيسي في سياق موضوع الهيكل جدار الخلية):

• موجبة الجرام - ملطخة أثناء إجراء تلطيخ الجرام (القشرة قابلة للنفاذ إلى صبغة الأنيلين (البنفسجي الكريستالي ، البنفسجي الميثيل ، إلخ)) ؛
• سالبة الجرام - لا تلطخ أثناء إجراء صبغة جرام (جدار الخلية غير منفذ للصبغة).

ملامح جدار الخلية من البكتيريا موجبة الجرام

جوهر الاختبار (الذي اقترحه G.K. Gram في عام 1884) هو إجراء معالجة عينة من الثقافة البكتيرية باستخدام صبغة الأنيلين (البنفسجي الكريستالي ، البنفسجي البلوري). عند الغسل اللاحق بالكحول ، تحتفظ أنواع الجرام (+) من الكائنات الحية الدقيقة بلونها الأزرق ، بينما يتغير لون الأنواع الأخرى. يتم تحديد قدرة جدار الخلية على تثبيت الصبغة من خلال تكوين وهيكل جدار الخلية. يعد تصنيف الكائنات أحادية الخلية وفقًا لنوع بنية جدار الخلية التي يمكن تلطيخها أو عدم استخدام طريقة الجرام أحد العوامل الرئيسية. في الممارسة العملية ، تساعد نتائج اختبار الجرام في التشخيص أمراض معديةيذاكر الخصائص البيوكيميائيةالكائنات الدقيقة.

غرام وصمة عار. Cocci (كروي) - موجبة الجرام وعصيات (قضبان) - سالبة الجرام

تحتوي معظم البكتيريا موجبة الجرام على غشاء ضخم أحادي الطبقة ينفذ إلى صبغة الأنيلين. يتضمن تكوين الجدار جزيئات عضوية معقدة ، يتم إعطاء أساس الصلابة الميكانيكية بواسطة murein (heteropolymer) ، glycopeptides ، mucopeptides. يحدد هيكل الجدار شكل الكائن الدقيق وهو يشبه الهيكل العظمي الخارجي ، بهيكل مسامي ، يبلغ سمكه حوالي 40 جزيء جليكوببتيد. بالإضافة إلى قاعدة الببتيدوغليكان ، تحتوي القشرة على أحماض تيكويك وعديد السكاريد.

بالرغم من رد فعل عامعلى الصبغة ، من بين الكائنات الحية الموجبة للجرام ، يمكن للمرء أن يلتقي بالكائنات الحية التي تنتمي إلى مجموعة متنوعة من الأنواع الفرعية ، أشكال مختلفةوالحجم والموئل وطريقة التغذية.

معظم البكتيريا المسببة للأمراض للبشر إيجابية الجراثيم ، من بينها ، على سبيل المثال ، العوامل المسببة لهذه الأمراض المعدية:

• التيتانوس (المطثية الكزازية) ،
• التسمم الغذائي (المطثية الوشيقية) ،
• الجمرة الخبيثة () ،
• العقديات ،
• المكورات العنقودية (Staphylococcus aureus) ، وهي شديدة المقاومة للحرارة والعمل الأدوية.

مقاومة للأحماض ، نظرًا للهيكل متعدد الطبقات الخاص للقشرة (بما في ذلك الشموع والسكريات والبروتينات) ، كقاعدة عامة ، لا يتم تلطيخها باستخدام طريقة الجرام. بالنسبة لهم ، يتم استخدام طريقة Ziel-Nelsen الخاصة. لكن البعض يعطي نتيجة ايجابيةوفقًا لطريقة الجرام في حالة وجود تركيز عالٍ جدًا من الصبغة أو حرارة عاليةأثناء الإجراء.

الكائنات أحادية الخلية سريعة الحموضة تعيش في الحمضية و البيئات القلوية، على الرغم من أن البيئة الطبيعية لتطورها ونموها محايدة. عادة ما تصنف على أنها إيجابية الجرام. ممثلو هذه المجموعة الذين يشكلون خطورة على الناس والحيوانات هم العوامل المسببة لأمراض مثل السل والجذام. كما أن بعض بكتيريا التربة مقاومة للأحماض القادرة على تثبيت النيتروجين في الغلاف الجوي وكونها نباتات متكافلة.

ملامح غلاف البكتيريا سالبة الجرام

على الرغم من أن سمك جدار mucopeptide أرق بكثير ، إلا أن الجدار غير منفذ للصبغة البنفسجية الكريستالية. يتعلق الأمر كله ببنية مختلفة اختلافًا جوهريًا وتكوينًا كيميائيًا للخلية. الهيكل متعدد الطبقات ويتكون من:

• الغلاف الخارجي (الأغشية) ، تكوينه الرئيسي هو السكريات الدهنية والبروتينات ؛
• مساحة محيط بالجبلة؛
• الطبقة الداخلية (مورين ببتيدوجليكان) ، تكوينها مشابه لتكوين جدران البكتيريا موجبة الجرام ، ولكن ، كقاعدة عامة ، أرق أكثر من مرتين.

شكرا على المزيد بنية معقدةبعض أعضاء هذه المجموعة لديهم مقاومة متزايدة للأجسام المضادة والمضادات الحيوية.

مع تعقيد جدار الخلية ، ظهرت وظائف وإمكانيات جديدة. بعض أنواع البكتيريا التي تعيش عليها الأسطح الصلبة، اكتسب القدرة على تغيير شكل الخلية (أصبحت جدران "الهيكل العظمي" بلاستيكية). هذا مهم عند الانزلاق والتحرك فوق تفاوت الموطن الصلب.

اكتسب الفضاء المحيطي وظيفة مكان تخزين معزول لبعض إنزيمات التحلل المائي الضرورية لحياة الخلية ، ولكنه في نفس الوقت قادر على تفكيك جزيئات البوليمر للبكتيريا نفسها. بسبب التحلل المائي لجزيئات البوليمر التي تدخل من الخارج خلية حيةيوسع نطاق المواد المناسبة للتغذية ، وفي نفس الوقت ، فإن الغشاء الداخلي ، وهو غير منفذ للإنزيمات ، يمنع "الهضم الذاتي" للخلية البكتيرية.

يشتمل هيكل الغشاء الخارجي على بروتينات يمكن أن تشكل مسامًا محبة للماء يمكن من خلالها أن تنتقل بعض الجزيئات الكبيرة (السكريات والأحماض الأمينية) الضرورية للتغذية البكتيرية إلى الخلية.

تتضمن هذه الفئة من البكتيريا العديد من البكتيريا التي يمكن أن تتغير التركيب الكيميائيموطن (بكتيريا تخمير الخل والكحول) ؛ التكافلية - الإشريكية القولونية (إي كولاي) ، العديد من الكائنات المسببة للأمراض (المسببة للأمراض) ، مثل المكورات السحائية (النيسرية السحائية) ؛ الليجيونيلا (Legionella pneumophila) والمشهورة هيليكوباكتر بيلوريغير هياب جريء القرحة الهضميةومقاومة عالية للأحماض.

استخدام الإنسان للسمات الهيكلية للبكتيريا

أول الكائنات الحية الدقيقة التي استخدمها الإنسان لاحتياجاتهم كانت بكتيريا التخمر اللبني والكحولي. كانوا هم الذين يطبخون لنا وما زالوا يطبخون الجبن والخبز والنبيذ. علاوة على ذلك ، بدأ الناس في استخدام نتاج عملهم قبل وقت طويل من اكتشاف البكتيريا وبدء دراسة بنية وتكوين منتجاتهم الأيضية.

في الوقت الحاضر ، أصبحت الطرق البيولوجية لمعالجة النفايات والمياه البرازية متاحة ليس فقط الشركات البلديةولكن أيضًا لأصحاب المنازل الخاصة. الثقافات الخاملة هي جزء من الأدوية الحديثةلأحواض الصرف الصحي والمجاري المحلية. مزارعغالبًا ما تستخدم مقاومة الأحماض للمعالجة عالية السرعة للسماد وفضلات الحيوانات وتحويلها إلى أسمدة ولأغراض أخرى عديدة.

أيضًا ، تشارك العديد من البكتيريا المعدلة وراثيًا في إنتاج الأدوية ، وتوليف أنواع جديدة من البوليمرات والمواد الأخرى ذات الخصائص الفريدة. الخواص الكيميائيةوهيكل معقد.

عادة ما تنقسم المكونات الكيميائية لجدار الخلية إلى قاعدية ومغلفة ومترسبة على سطحها (adcrusting). إلى الرئيسي مكونات كيميائيةتشمل السليلوز ، هيميسليلوز ، البكتين ، البروتينات. المكونات المغلفة لجدار الخلية هي اللجنين والسوبرين. يمكن ترسيب الكوتين والشمع على سطح جدار الخلية. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي جدران الخلايا على السيليكات وكربونات الكالسيوم.

المكونات الأكثر شيوعًا للمواد النباتية المتجددة هي السليلوز واللجنين والهيميسليلوز (polioses) ، والتي تمثل 40 ، على التوالي ؛ 30 و 26٪ منه الحجم الكلي. السليلوز مادة مقواة لجدران الخلايا ، وتشكل هياكل خيطية مرتبة (ألياف). اللجنين و hemicelluloses عبارة عن بوليمرات حيوية غير متبلورة ذات شبكة أو بنية متفرعة وتلعب دور الروابط (مواد مالئة).

تحدد بنية هذه المواد وتفاعلها بين الجزيئات خصائص ركائز النبات ككل وسلوكها أثناء المعالجة.

السليلوز

السليلوز هو المادة الأكثر شيوعًا على وجه الأرض ، فهو الهيكل العظمي لجدار الخلية للنباتات. من الأفضل دراسة بنية السليلوز لألياف القطن والألياف التي تصنعها بعض البكتيريا والطحالب والرخويات ، حيث يوجد السليلوز في أنقى صورها. في الخشب ، يحدث فقط في شكل مركب مع البوليمرات الحيوية الأخرى ، حيث يصعب استخلاصه دون تدمير جزئي.

كيميائيًا ، السليلوز عبارة عن عديد السكاريد ، جزيئاته الكبيرة مبنية من بقايا ß-D-glucose وتمثل سلسلة خطية من وحدات جلوكوبيرانوز اللامائية متصلة بواسطة روابط 1.4-glucosidic (الشكل 9).

الشكل 9. التركيب الكيميائيالسليلوز

وهو عبارة عن بوليمر مجسم منتظم ، حيث تعمل بقايا السيلوبيوز في السلسلة كوصلة تكرار مجسم. الصيغة الكلية للسليلوز لها الشكل - (C 6 H 10 O 5) n أو [C 6 H 7 O 2 (OH) 3] n. تحتوي وحدة مونومر السليلوز على ثلاث مجموعات هيدروكسيل كحولية ، واحدة منها أساسية - CH 2 OH ، واثنتان في C 2 و C 3 ثانوية - CHOH. تختلف روابط النهاية عن بقية روابط السلسلة. يحتوي رابط طرفي واحد (في C 4) على هيدروكسيل كحول ثانوي مجاني إضافي. يحتوي الرابط الطرفي (في C 1) على هيدروكسيل جليكوسيدي (شبه أسيتال) مجاني ويمكن أن يوجد في شكلين صُلّيني - دوري (شبه أسيتال) ومفتوح (ألدهيد). تعطي مجموعة الألدهيد الطرفية السليلوز قدرة مختزلة (استعادة). يمكن استخدام قدرة السليلوز على الخضوع لتفاعل اختزال لتوصيف طول سلاسله ، وهو ما يميز هذه الأنواعالنباتات.

في بقايا الجلوكوز ، من المعتاد التمييز بين الطائرات المحبة للماء والطارئة للماء ، اعتمادًا على عدد مجموعات OH و CH التي تتوافق معها. هذا مهم عند دراسة تفاعل بقايا الجلوكوز مع بقايا الأحماض الأمينية العطرية أثناء الانقسام الأنزيمي لجزيء السليلوز في المركز النشط للإنزيم.

نظرًا لحقيقة أن مجموعات الهيدروكسيل في ذرات الجلوكوز الأولى والرابعة تختلف في الموقع بالنسبة إلى مستوى الحلقة ، فإن بقايا الجلوكوز المجاورة في سلسلة البوليمر يتم تدويرها بمقدار 180 0 بالنسبة لبعضها البعض. يتم تثبيت سلاسل البوليمر بواسطة روابط هيدروجينية تكونت بين مخلفات الجلوكوز أثناء تفاعل مجموعات الهيدروكسيل عند 6،2،3 ذرات كربون وحلقة أكسجين. ترتبط سلاسل البوليمر الخطية ببعضها البعض باستخدام روابط هيدروجينية بين الجزيئات والتي تنشأ بين ذرات الأكسجين في سلسلة واحدة ومجموعات الهيدروكسيل عند C 6 من الجلوكوز في سلسلة أخرى (الشكل 10). نتيجة لهذه التفاعلات ، تتشكل ألياف قوية. يتم تحديد مرونة جزيء السليلوز من خلال إمكانية دوران مخلفات الجلوكوز اللامائي في رابط السليلوبيوز بالنسبة إلى الرابطة الجليكوسيدية. يتم تحديد استقرار التشكل الخطي للسليلوز ، على وجه الخصوص ، من خلال الحد الأدنى من تنافر C1-H و C4-H.

أرز. 10. تمثيل تخطيطي لنظام الروابط الهيدروجينية بين مخلفات الجلوكوز في السليلوز. R هو مركز التعديل الكيميائي المحتمل للسليلوز. لذلك ، في methylcellulose ، acetylcellulose و carboxymethylcellulose R \ u003d CH 3 ، COCH 3 ، CH 2 COOHa ، على التوالي

يتم تقديم جزيء الجلوكوز في شكل الكرسي ، حيث تقع ذرات C2 و C3 و C5 و O5 في نفس المستوى ، وتقع ذرات C1 و C4 على جوانب متقابلة منه. يمكن أن تأخذ بقايا الجلوكوز أيضًا توافقًا أقل مواتاة من الناحية النشطة ، والتي ، وفقًا لدرجة الثبات ، يتم ترتيبها بالترتيب التالي: التشكل المائل ، وتشكل القارب (أو الحمام) ، وتشكل نصف الكرسي الأقل ملاءمة ، حيث توجد 5 ذرات من حلقة البيرانوز المكونة من 6 ذرات تسقط في طائرة واحدة في وقت واحد. إن قدرة وحدة الجلوكوز اللامائي على القبول في جزيء السليلوز ، بالإضافة إلى المطابقات الأكثر استقرارًا والأقل استقرارًا (على سبيل المثال ، شكل القارب أو شكل نصف الكرسي) لها أهميةفي انتهاك للتركيب الجزيئي فوق الجزيئي المطلوب للسليلوز ، وكذلك في التحلل المائي الأنزيمي للروابط الجليكوسيدية في جزيءه.

تتكون الألياف الأولية (micelles) من السليلوز من 100-200 سلسلة بوليمر متصلة بجسور الهيدروجين. هذه الألياف الموجودة في جدار الخلية موازية لبعضها البعض ويتم تجميعها بطريقة تتشكل حزم بيضاوية الشكل. – الياف دقيقة . تشكل حوالي 10 مذيلات ميكروفايبر بقطر 0.025 نانومتر (الشكل 11).

تحتوي كل حزمة على جزء بلوري مركزي - اللب ، حيث يتم تعبئة السلاسل بإحكام لدرجة أن جزيئات الماء تخترقها بصعوبة كبيرة. حول النواة توجد قشرة بلورية ذات بنية أقل ترتيبًا. هذه المناطق الأقل ترتيبًا ، والتي تسمى أيضًا المناطق غير المتبلورة ، تشكل عادةً حوالي 15 ٪ من البنية الدقيقة للسليلوز. يمكن أن تتحد الألياف الدقيقة في مجموعات فرديةأو طبقات – الألياف الكبيرة - سمكها 0.4-0.5 ميكرون ، يمكن رؤيتها في المجهر الضوئي. يختلف قطر ودرجة تبلور الألياف الدقيقة بشكل كبير اعتمادًا على نوع النبات والحالة الفسيولوجية للخلية.

الشكل 11. نموذج لهيكل الألياف الدقيقة: أ) المقطع العرضي للليفات الدقيقة مع المذيلات والمسافات بين الخلايا ؛ ب) تخطيط السليلوز

بالنسبة إلى عجينة الخشب ذات مؤشر الطلب من 50-70٪ ، لا تتجاوز الأبعاد العرضية للبلورات 4 × 6 نانومتر. وفقًا للفحص المجهري الإلكتروني ، يمكن أن يكون متوسط ​​أبعاد القطر 1.5-2x2.5-3.5 نانومتر. من 40 إلى 80 ٪ من الجزيئات بمثل هذه الأحجام توجد على سطح البلورات ، حيث من الممكن زيادة ترطيبها ، وانتهاك الترتيب بعيد المدى في بنية الروابط الهيدروجينية ، وأيضًا التأثير الأقوى للتأثيرات الكيميائية.

السليلوز الطبيعي هو متعدد التشتت ، وعدد بقايا الجلوكوز في جزيء السليلوز ، وبالتالي ، يمكن أن يختلف طول الجزيئات نفسها بشكل كبير في جدران الخلايانباتات مختلفة. لذلك ، بالنسبة لسليلوز الشعر القطني ، فإن درجة بلمرة جدار الخلية الأساسي هي 2-6 آلاف ، والثانوية - 13-14 ألف ، لـ Acetobacter xylinum cellulose - 2-6 آلاف ، للخشب - 8-10 آلاف. يبلغ الحد الأقصى للوزن الجزيئي الذي تم تحديده تجريبيًا لسليلوز الكتان 6.000.000. نظرًا لحقيقة أن درجة البلمرة هي مؤشر متوسط ​​، فإن الخاصية الأكثر دقة هي منحنى توزيع جزيئات السليلوز على طول الطول (توزيع الوزن الجزيئي). ومع ذلك ، يصعب الحصول على هذه الخاصية وبالتالي يتم استخدام الخصائص المتوسطة: متوسط ​​العدد (DP n) ومتوسط ​​الوزن (DP w) درجات البلمرة. متوسط ​​عدد درجة البلمرة يساوي العدد الإجمالي لبقايا الجلوكوز اللامائي في عينة السليلوز مقسومًا على الرقم الإجماليجزيئات البوليمر. لتحديد ذلك ، يتم معايرة الأطراف المختزلة في عينة السكاريد. يتم تحديد متوسط ​​درجة وزن بلمرة السليلوز عن طريق إذابة عينة من السليلوز في مركب قلوي من النحاس أو الزنك أو الكوبالت أو الكادميوم مع إيثيلين ديامين ، أو في مركب LiCl مع N ، N'-dimethylacetamide. نسبة موانئ دبي ث/ موانئ دبي نيساوي الوحدة فقط للبوليمرات أحادية التشتت.

بالنسبة إلى عجينة خشب التنوب والصنوبر والبتولا والحور ، يبلغ متوسط ​​درجة البلمرة في الوزن 12000 ، بينما يصل طول هذا الجزيء في الحالة الممتدة إلى ما يقرب من 6 ميكرون ، أي 6000 مرة أكبر من قطره. يتم تكديس مثل هذا الجزيء الطويل والمبني بانتظام بطريقة معينة. تحدد طريقة التكديس التركيب الجزيئي فوق الجزيئي للبوليمر الحيوي ، والذي يعتمد على روابط هيدروجين داخل الجزيئات وبين الجزيئات تتكون من وحدات السيلوبيوز. يتم إجراء دراسة طريقة التراص وأنواع الروابط الهيدروجينية في جزيء السليلوز الكبير باستخدام التحليل التوافقي ، والحيود (تشتت الأشعة السينية بزاوية صغيرة ، وتشتت الإلكترون) ، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء والرنين المغناطيسي النووي. على الرغم من التقدم الكبير في هذا المجال ، فإن مسألة كيفية تكديس جزيئات السليلوز لم يتم حلها نهائيًا.

السليلوز غير قابل للذوبان في الماء والمذيبات العضوية ، خامل كيميائيا ، ميكانيكيا قوي جدا. الماء بين الأسطح المتقاربة ، ولكن غير المتفاعلة بشكل مباشر من البلورات ، منظم. إن إزالة الماء من الماء ، على سبيل المثال ، نتيجة التجفيف ، يعزز التقارب بين جزيئات السليلوز التي لا تتلامس في البداية وتكوين أنواع مختلفة من الروابط الهيدروجينية بينها ، والتي لا يتم تدميرها أثناء إعادة الإماهة. يعزو الباحثون الزيادة في درجة التبلور أثناء الترطيب إلى تغلغل الماء من المناطق الأقل ترتيبًا إلى المناطق الأكثر ترتيبًا. نتيجة لذلك ، لوحظ انخفاض في الأحجام المطلقة للبلورات وزيادة في درجة الترتيب العام. يُعتقد أن الماء في هذه الحالة يعمل وفقًا لمبدأ "التزييت الجزيئي" ، مما يسهل على الأجزاء غير المنتظمة من الجزيئات إكمال الهيكل المنظم من خلال التفاعل التعاوني مع "بذرة" بلورية. استبدال المجموعات القطبية من السليلوز ، على سبيل المثال ، مع الكربوكسيميثيل ، يؤدي إلى انتهاك الانتظام الجزيئي ، ويعزز تكوين العديد من الروابط الهيدروجينية بالماء ويجعل السليلوز قابل للذوبان.

لا ترجع مقاومة السليلوز للانقسام ، في كل من الظروف الطبيعية والمختبرية ، إلى خصائص رابطة الجلوكوزيد ب-1،4 ، ولكن إلى التركيب البلوري للسليلوز و "التعبئة" الخاصة لجزيئاته في الهياكل البيولوجية.

لا تستطيع الإنزيمات المحللة للخلايا أن تخترق الهياكل الداخلية لألياف السليلوز. يتصرفون على سطحهم. يعتمد عدد روابط الجليكوسيد المتاحة لعمل الإنزيمات إلى حد كبير على درجة تورم السليلوز. يمكن تحقيق زيادة في درجة التورم من خلال المعالجة المسبقة - التبخير ، والطحن ، والصوتنة ، إلخ. يزداد تورم الألياف بالكامل بسبب الأحماض المعدنية والقلويات الموجودة فيها تركيزات عالية، لأنها قادرة على كسر الروابط الهيدروجينية واختراق المناطق البلورية. تتأثر الأجزاء غير المتبلورة من السليلوز نسبيًا بسهولة بالأحماض والقلويات.

تحت تأثير المحاليل القلوية المركزة على السليلوز ، تتغير خصائصه الفيزيائية والكيميائية والهيكلية: يلاحظ تورم شديد ، ودرجة التبلور تتغير. الجزء ذو الوزن الجزيئي المرتفع من السليلوز ، غير القابل للذوبان في 17.5٪ هيدروكسيد الصوديوم ، يسمى السليلوز. يتكون القطن في الغالب من السليلوز ، بينما تحتوي النباتات والأخشاب الأخرى في الغالب على سليلوز ب ، قابل للذوبان في محلول قلوي مركّز.

تنغمس الألياف الدقيقة في مصفوفة غلاف غير متبلور ، وهي خليط معقد من البوليمرات ، تسود من بينها السكريات ذات الأوزان الجزيئية المختلفة. من المفترض أنه على سطح جميع الألياف الدقيقة توجد طبقة من جزيئات الزيلوغلوكان التي تمتصها روابط هيدروجينية. يملأ اللجنين والهيميسليلوز الفراغ بين ليفي السليلوز الأولي. وبالتالي ، فإن المادة الخشنة هي بنية بوليمرية تتكون من تقوية السليلوز مغمورة في مصفوفة lignocellulosic.

يتميز السليلوز والهيميسليلوز بحركية تكوين مختلفة ، مما يشير على ما يبدو أماكن مختلفةتركيبها. يبدو أن تخليق السليلوز يحدث خارج الخلية على السطح تذكر الذكرياتبمشاركة GDF أو UDF. الجهات المانحة لمجموعات الجليكوزيل هي ثنائي فوسفات نيوكليوزيد السكر ، والتي تتكون من الجلوكوز والسكروز. طرق مختلفة. على سبيل المثال ، من nucleoside triphosphates و sugar-1-phosphates بمشاركة بيروفوسفوريلاز. ترتبط بقايا الجليكوزيل بمخلفات السكر في الأطراف غير المختزلة لسلسلة النمو. بين أول كربون من البقايا "المضافة" ومجموعة الهيدروكسيل لذرة الكربون الرابعة من البقايا الطرفية ، تنشأ رابطة جليكوسيدية بمشاركة المركب.

N (سكر نيوكليوزيد ثنائي فوسفات) + (سكر) ن سينثيتيز ن (نوكليوزيد ثنائي فوسفات) + (سكر) ن +1

تم العثور على إنزيمات تخليق السليلوز وحبيبات قطرها 8 نانومتر في جدار الخلية ، والتي ، على ما يبدو ، عبارة عن مجمعات متعددة الإنزيمات تقع على السطح الخارجيالبلازما وفي مصفوفة الجدار. يرتبط مركب السليلوز المركب (E) في البلازما بالبروتين المنشط P ، القادر على ربط GTP والانتقال إلى الشكل النشط مع تكوين مركب P-E-GTP.

في عملية تخليق السليلوز ، لا تتشكل سلاسل السليلوز المفردة فحسب ، بل تتشكل أيضًا الألياف الدقيقة السليلوزية. من المحتمل أن يتم هذا التوليف بمشاركة العديد من جزيئات توليفات السليلوز المركزة في أماكن منفصلة من البلازما ، وتتكون تركيبات السليلوز من العديد من الوحدات الفرعية ، كل منها مسؤول عن تخليق سلسلة جلوكان واحدة. على داخلتم العثور على أغشية ، "وريدات" من ستة كريات بروتينية. يتم إفراز الورد في البلازما عبر نظام الغشاء الداخلي للحويصلات. استنادًا إلى ميزات الاتصال الهيكلي للوريدات والمجمعات الطرفية وما ينتج عن ذلك من ألياف السليلوز الدقيقة ، نشأ افتراض حول آلية تكوين الألياف الدقيقة في بنية الغشاء التكميلية: وريدات - مجمع طرفي - نهاية نمو الألياف الدقيقة. يرتبط المركب الطرفي بنهاية الليف الميكروي المركب حديثًا ، والوريدات هي موقع ارتباط سلائف السليلوز وإفراز "ناقلات" بقايا الجلوكوز.

الوريدات المفردة ، جنبًا إلى جنب مع المجمعات الطرفية المقابلة ، هي المسؤولة عن تخليق الألياف الدقيقة الموجهة عشوائيًا لجدار الخلية الأساسي (الشكل 12) ، ومجموعة موجهة تصل إلى 175 وردة في أقسام منفصلة من البلازما تحدد تشكيل الموازي. الألياف الدقيقة لجدار الخلية الثانوي (الشكل 13).

الشكل 12. الألياف الدقيقة السليلوز أثناء التكوين
جدار الخلية الأساسي: 1 - طبقة دهنية مزدوجة ؛ 2 - ميكروفيبر 3 - السطح الخارجي للبلازما. 4 - قابس كهرباء

كل وردة تشكل ميكروفايبر بقطر 5 نانومتر. تتوافق المسافة بين صفوف الوريدات في غشاء البلازما مع المسافة بين الألياف الدقيقة في جدار الخلية. تحتوي الألياف الدقيقة الرقيقة على حوالي 50 سلسلة من البولي جلوكان. تشكل هذه الألياف الدقيقة أليافًا لجدار الخلية الثانوي ، والتي يمكن أن يصل قطرها إلى 28 نانومتر. السليلوز ، على عكس النشا ، مركب يصعب استقلابه. يتم تحديد قابليتها للهضم من خلال الأصل والمحتوى في النظام الغذائي وطبيعة المعالجة المسبقة وتتراوح من 6 إلى 23 ٪ في المتوسط. نعم ، هضم السليلوز نخالة القمححوالي 15٪.

أرز. 13- ألياف السليلوز الدقيقة أثناء التكوين
جدار الخلية الثانوي: 1 - قابس كهرباء؛ 2 - طبقة دهنية مزدوجة

في الألياف الغذائيةيشكل السليلوز حوالي الثلث. يحدث تحللها الفعال نتيجة للتفاعل التكافلي للعديد من الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء الغليظة وإنزيماتها الخلوية. في السبيل الهضمييحفز السليلوز نشاط الأمعاء ، ويزيد من تمعجها ، ويطبيع النشاط البكتيريا المعويةيمتص الستيرولات ويمنع امتصاصها ويعزز إفراز الكوليسترول. السليلوز الجريزوفولفين (MCC) ، وهو تعديل مسحوق غير ليفي من السليلوز الطبيعي ، وجد تطبيقًا واسعًا كمكمل غذائي. فهو لا يقلل من محتوى السعرات الحرارية في الطعام فحسب ، بل إنه يعمل أيضًا على تكثيفه وتوزيعه ، مما يحسن من جودة الطعام.

تحتوي البكتيريا eubacteria سالبة الجرام على هيكل جدار خلوي أكثر تعقيدًا من تلك التي تحتوي على موجبة الجرام. يحتوي على عدد أكبر بكثير من الجزيئات المختلفة النوع الكيميائي. يشكل الببتيدوغليكان فقط الطبقة الداخلية لجدار الخلية ، المجاورة بشكل غير محكم لـ CPM. ل أنواع مختلفة eubacteria سالبة الجرام ، يختلف محتوى هذا البوليمر المتغاير بشكل كبير. في معظم الأنواع ، تشكل بنية من طبقة واحدة أو طبقتين ، تتميز بروابط متقاطعة نادرة جدًا بين سلاسل البوليمر المتغاير.

تستطيع بعض البكتيريا المنزلقة (البكتيريا المخاطية والبكتيريا المرنة) تغيير شكل الخلايا بشكل دوري في عملية التحرك على طول ركيزة صلبة ، على سبيل المثال ، عن طريق الانحناء ، مما يشير إلى مرونة جدارها الخلوي ، وبشكل أساسي طبقة الببتيدوغليكان. ومع ذلك ، كشف الفحص المجهري الإلكتروني أن لديهم جدارًا خلويًا نموذجيًا للبكتيريا eubacteria سالبة الجرام. التفسير الأكثر ترجيحًا لمرونة جدار الخلية لهذه البكتيريا هو الارتباط المتقاطع المنخفض للغاية لمكونها الببتيدوغليكان.

بدائيات النوى سالبة الجرام لها الغشاء الخارجيوالتي تشمل الدهون (22٪) والبروتينات والسكريات والبروتينات الدهنية.

عديدات السكاريد الدهنية (LPS) هي بوليمرات غير متجانسة ذات بنية معقدة لها مجموعة متنوعة من الأنشطة البيولوجية. يسبب المركب الشحمي سمية (تفاعلات التهابية ، حمى ، صدمة الذيفان الداخلي) ، مكون عديد السكاريد مسؤول عن خصوصية مستضد O. يستحث LPS تخليق الأجسام المضادة لـ Jg M ويستخدم في علم المناعة كمنشط مساعد ومنشط متعدد الخلايا للخلايا البائية.

يؤدي جدار الخلية في البكتيريا وظائف التشكيل والحماية بشكل أساسي ، ويوفر الصلابة ، ويشكل كبسولة ، ويحدد قدرة الخلايا على امتصاص العاثيات.

№15 أشكال من البكتيريا قابلة للفلترة والالتواء والبروتوبلاست والبلاستيدات الكروية وأشكال L.

البروتوبلاست والبلاستيدات الكروية والأشكال L هي أشكال من البكتيريا بدونها كانساس

يمكن أن تحدث أشكال L في ظروف طبيعية في جسم الإنسان نتيجة العلاج طويل الأمد بمضادات حيوية معينة ، وغالبًا ما يكون البنسلين.

هناك أشكال L غير مستقرة ومستقرة من البكتيريا. الأولى قادرة على العودة إلى شكلها الأصلي عندما يتم القضاء على السبب الذي تسبب في تكوينها. يعيدون القدرة على تخليق ببتيدوغليكان سي إس. هذه الأخيرة ، كقاعدة عامة ، ليست قادرة على العودة. تلعب أشكال L من البكتيريا المختلفة دورًا أساسيًا في التسبب في العديد من الأمراض المعدية.

الخصائص الرئيسية لأشكال L من البكتيريا:

تحول مستمر من grampol-s إلى grammatrits-e.

تغيير في خصائص المستضد

انخفاض في الفوعة

القدرة على المثابرة على المدى الطويل

القدرة على العودة إلى شكلها الأصلي في حالة الفقدان غير الكامل للسينيتزا لمؤتمر الأطراف.

№16 خصائص صخرية للبكتيريا. طرق تلطيخ متطورة. مبدأ تلطيخ الجرام للبكتيريا.

تقنية صبغ غرام

يتم وضع ورق الترشيح على اللطاخة ويُسكب محلول كربوني من البنفسج الجنطيانا لمدة 1-2 دقيقة.

قم بإزالة الورق ، وصرف الصبغة ، ودون غسل اللطاخة بالماء ، اسكب محلول Lugol لمدة دقيقة واحدة.

يُصفى محلول Lugol ويزال لون المستحضر في 96 0 كحول لمدة 30 ثانية.

يغسل بالماء.

طلاء 1-2 دقيقة محلول مائيأرجواني.

مبدأ التطويق بواسطة غرام

غرام إيجابيتحتفظ البكتيريا بنفسجي الجنطيانا بالاشتراك مع اليود - تلوين بنفسجيبكتيريا؛

غرام سالبتفقد البكتيريا بعد التعرض للكحول الصبغة ، ويتغير لونها ، وعند معالجتها بالفوكسين ، تتلطخ أحمر اللون.

طرق معقدةتستخدم البقع لدراسة بنية الخلية والتمايز بين الكائنات الحية الدقيقة. يتم فحص اللطاخات الملطخة في نظام الغمر. ضعي باستمرار على المستحضر بعض الأصباغ التي تختلف في التركيب الكيميائي واللون ، الموردات ، الكحوليات ، الأحماض ، إلخ.

الخصائص الصغريةالبكتيريا (lat. tinctura ، من tingo - I color) القدرة على اللون: القابلية للون ، ومقاومة الحمض والكحول والقلويات ، وتوحيد اللون ، وتغيير اللون ، والعلاقة مع اللون بطريقة الجرام.

№17 ميزات التركيب الكيميائي لجدار الخلية للبكتيريا المقاومة للأحماض. مبدأ التلوين حسب طريقة Ziehl-Neelsen.

البكتيريا المقاومة للأحماض. يحتوي جدار الخلية لبعض البكتيريا على كمية كبيرة من الدهون والشموع ، مما يجعلها مقاومة لتغير اللون اللاحق بعد تلطيخها بالأحماض أو القلويات أو الإيثانول (على سبيل المثال ، أنواع المتفطرة أو النوكارديا). تسمى هذه البكتيريا بأنها سريعة الحمض ويصعب تلطيخها بصبغة جرام (على الرغم من أن البكتيريا المقاومة للحموضة تعتبر إيجابية الجرام). لتلوينها ، يتم استخدام طريقة Ziehl-Neelsen.

تتميز الفطريات والنوكارديا ببنية معقدة لجدار الخلية. فهي ، مثل البكتيريا موجبة الجرام ، تعتمد على هيكل مورين ، لكن الأخير مرتبط بالسكريات والدهون. يتم تمثيل الدهون بواسطة الأحماض الفطرية ، والتي تعطي سطح الخلية مقاومة للماء. الكراهية للماء ، من ناحية ، تجعل الخلية مقاومة لعمل المواد الكيميائية المختلفة (تسمى هذه البكتيريا مقاومة للأحماض) ، من ناحية أخرى ، تمنع تبادل الخلية مع البيئة وتبطئ نموها. لذلك ، تضاف المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى وسط المغذيات لزراعة المتفطرة السلية. تعد المقاومة الحمضية للبكتيريا المتفطرة ميزة تشخيصية مهمة ؛ لتحديدها ، يتم استخدام صبغة Ziehl-Neelsen.

تقنية تلطيخ البكتيريا المقاومة للحموضة

وفقًا لطريقة Ziehl-Neelsen

يتم وضع ورق الترشيح على مسحة ثابتة ويتم سكب فوشين الكاربولي من Ziehl وتسخينه برفق على الموقد حتى تظهر الأبخرة. تتكرر العملية 2-3 مرات.

عندما يبرد الدواء ، قم بإزالة ورق الترشيح ، وصرف الصبغة وغسل الدواء بالماء.

يتم غمر الدواء 2-3 مرات في كوب مع حمض الكبريتيك بنسبة 5٪ لمدة 1-2 ثانية.

يغسل المستحضر جيدًا بالماء ويلطخ بميثيلين أزرق قلوي لمدة 3-5 دقائق.

تغسل بالماء وتجفف.

البكتيريا المقاومة للأحماض لا تلطيخ بحمض الكبريتيك وتحتفظ بلونها الأحمر ، والبكتيريا غير المقاومة للأحماض تفقد الصبغة وتصبغ باللون الأزرق مع الميثيلين الأزرق.

№18 شوائب البكتيريا وتكوينها ودورها البيولوجي. يوجد في السيتوبلازم شوائب مختلفة في شكل حبيبات الجليكوجين والسكريات وحمض بيتا هيدروكسي وعديد الفوسفات (فولوتين). إنها مواد احتياطية لاحتياجات التغذية والطاقة للبكتيريا. يحتوي Volyutin على تقارب للأصباغ الأساسية ويمكن اكتشافه بسهولة باستخدام طرق خاصةالتلوين (على سبيل المثال ، وفقًا لـ Neisser) في شكل حبيبات متغيرة اللون. تم الكشف عن الترتيب المميز لحبيبات الفولوتين في عصية الدفتيريا في شكل أعمدة الخلية الملطخة بشدة. (وفقا لنيسر هو ملون باللون الأزرق الغامق)

№19 أبواغ البكتيريا ، هيكلها بعض البكتيريا في نهاية فترة النمو النشط قادرة على تكوين الأبواغ. يسبق ذلك استنفاد البيئة بالمغذيات وتغير في درجة الحموضة وتراكم المنتجات الأيضية السامة. كقاعدة عامة ، تشكل خلية بكتيرية واحدة بوغًا واحدًا - يختلف توطين الجراثيم (مركزي ، طرفي ، تحت نهائي)

إذا كان حجم الجراثيم لا يتجاوز الحجم العرضي لبكتيريا على شكل قضيب ، فإن الأخير يسمى عصية (العامل المسبب الجمرة الخبيثة). عندما يكون قطر البوغ أكبر ، تكون البكتيريا على شكل مغزل وتسمى المطثية (العوامل المسببة للعدوى اللاهوائية). تحتوي كلوستريديا التيتانوس على جراثيم مستديرة وتشبه أفخاذ الطبل. تتميز كلوستريديا بوتولينوم بأبواغ بيضاوية كبيرة ، مما يمنحها مظهر مضرب تنس.

وفقًا للتركيب الكيميائي ، يكون الاختلاف بين الجراثيم والخلايا النباتية فقط في المحتوى الكمي للمركبات الكيميائية. تحتوي الأبواغ على كمية أقل من الماء ودهون أكثر.

يرتبط تكوين الأبواغ بانضغاط وعزل منطقة معينة من السيتوبلازم للخلية الخضرية ، متبوعًا بتكوين جسم دائري أو بيضاوي داخل البكتيريا ، مغطى بغشاء كثيف متعدد الطبقات ، مشبع بـ كمية كبيرة من الدهون والكالسيوم وحمض الديبيكولينك (الشكل 12).

بمجرد دخولها إلى جسم الإنسان والحيوان ، تنبت الأبواغ لتصبح خلايا نباتية. تتضمن عملية إنبات البوغ ثلاث مراحل: التنشيط ، المرحلة الأوليةومراحل النمو. تشمل العوامل المنشطة التي تزعج حالة السكون ارتفاع درجة الحرارة ، والتفاعل الحمضي للبيئة ، ضرر ميكانيكييبدأ الجراثيم بامتصاص الماء ، ويتم إطلاقه من ثنائي بيكولات الكالسيوم ، ويدمر العديد من مكوناته الهيكلية بمساعدة الإنزيمات المتحللة للماء. بعد تدمير الطبقات الخارجية ، تبدأ فترة تكوين الخلية النباتية بتفعيل التخليق الحيوي ، وتنتهي بانقسام الخلية.

طريقة تلطيخ الأبواغ حسب Ozheshko

تمسك الجراثيم بحزم الفوشين الكربولي وهي ملطخة باللون الأحمر ، ويزال لون السيتوبلازم البكتيري بحمض الكبريتيك بنسبة 5٪ ، وبعد تلطيخه بأزرق الميثيلين ، يصبح أزرق.

كبسولة №20 وكبسولة صغيرة من البكتيريا هي طبقة مخاطية من جدار الخلية للبكتيريا ، تتكون من عديد السكاريد (المكورات الرئوية) أو عديد الببتيدات (عصيات الجمرة الخبيثة). يمكن أن تتكون كبسولة صغيرة (أقل من 0.2 ميكرومتر) من قبل معظم البكتيريا ، وتتكون الكبسولة الكبيرة المحددة جيدًا (أكثر من 0.2 ميكرومتر) من المكورات الرئوية ، الكلبسيلا ، الجمرة الخبيثة وبعض الأنواع الأخرى. في البكتيريا المسببة للأمراض ، تتشكل الكبسولة في الكائنات الحية الدقيقة ؛ وفي وسط المغذيات الاصطناعية ، عادة ما تُفقد (باستثناء كليبسيلا).

تحمي الكبسولة في الإنسان والحيوان البكتيريا المسببة للأمراضمن عاثيات البكتيريا ، البلعمة وعوامل المناعة الخلطية ، يحدد خصوصية مستضد الكائنات الحية الدقيقة.

الكبسولات ، ذات القوام الهلامي ، لا تحتفظ بالصبغة جيدًا ، وغالبًا ما تستخدم طرق التباين السلبية للكشف عنها.

طريقة الكشف عن كبسولة Burri-Gins

البكتيريا ملطخة باللون الأحمر ، وتتباين الكبسولات غير الملوثة مع الخلفية المظلمة للدواء.

№21 سوط بكتيري يعمل الفلاجيل كعضو حركي يسمح للبكتيريا بالتحرك بسرعة 20-60 ميكرون / ثانية. يمكن أن تحتوي البكتيريا على سوط واحد (أحادي الشعر) أو عدة أسواط ، تقع على كامل سطح الجسم (peritrichous) ، أو مجمعة في حزم (lophotrichous).

الموقع الخلافي للسوط هو سمة من سمات البكتيريا المعوية ، ومسببات الأمراض من الالتهابات اللاهوائية ، والكزاز ، والتسمم الغذائي ؛ ضمة الكوليرا هي monotrich و Pseudomonas هي lophotrich. بعض أنواع spirilla لها ترتيب برمائي من الأسواط. يبلغ متوسط ​​سمك السوط 10-30 نانومتر ، ويصل طوله إلى 10-20 ميكرون.

أساس السوط هو خيوط لولبية طويلة (ليفي) ، والتي تمر على سطح جدار الخلية في بنية منحنية سميكة - خطاف ويتم توصيلها بالحبيبة القاعدية المضمنة في جدار الخلية و CPM (الشكل 10) .

يبلغ قطر الحبيبات القاعدية حوالي 40 نانومتر وتتكون من عدة حلقات (زوج واحد في البكتيريا موجبة الجرام ، وأربعة في بدائيات النوى سالبة الجرام). تؤدي إزالة طبقة الببتيدوغليكان من جدار الخلية إلى فقدان قدرة البكتيريا على الحركة ، على الرغم من بقاء الأسواط سليمة.

تتكون السوط بالكامل تقريبًا من بروتين فلاجيلين ، مع بعض الكربوهيدرات ومحتوى الحمض النووي الريبي.

تحت المجهر ، لا يمكن رؤية الأسواط إلا بعد طرق خاصة للحفر والتشريب بالفضة وأملاح الزئبق ، متبوعة بالتلطيخ بأزرق الميثيلين (طريقة ليفلر). يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن السوط حساس للغاية للتأثيرات الميكانيكية المختلفة. يمكن الحكم على وجود الأسواط بشكل غير مباشر من خلال الطبيعة الاتجاهية للحركة في القطرة "المعلقة" و "المسحوقة" في مجاهر المجال المظلم وتباين الطور ، أو في الفحص المجهري للمجال الساطع مع انخفاض المكثف وغشاء المجهر جزئيًا مغطى.

تلطيخ السوط بطريقة ليفلر

تحت المجهر منتج منتهيتكون السوط مرئية على شكل هياكل رقيقة تشبه الخيوط.

# 22 بيلي: سطح البكتيريا المعوية والعديد من الكائنات الحية الدقيقة الأخرى مغطى عدد كبير(من 10 إلى عدة آلاف) الزغابات - تشكيلات خيطية ذات طبيعة بروتينية. مثل الأسواط ، يتم بناؤها من نوع واحد من البروتين - بيلين ، يتم تنظيم وحداته الفرعية على شكل خيط مجوف بالداخل وينشأ من CPM. وهي أقصر وأرق من الأسواط ، وعرضها 10-12 نانومتر وطولها يصل إلى 12 ميكرومتر.

الزغابات متعددة الوظائف: فهي توفر نقل الجينات المنقولة (الاقتران) ، وهي مستقبلات الملتهمة ، وهي عضو للبكتيريا لتلتصق بركيزة مغذية (التصاق) ، وتشارك في نقل المستقلبات.

تحتوي المكورات العقدية على طبقة خارجية من الشعر البروتيني (fimbria) ، والتي تسمى بروتين M (بروتين M). هذا السنجاب يلعب دور مهمفي عمليات تفاعل البكتيريا مع الكائنات الحية الدقيقة.

№23 الفطريات الشعاعية

إنها تمثل مجموعة غريبة من البكتيريا التي تبدو وكأنها خيوط متفرعة صغيرة أو طويلة غير محبوبة. يسمى تراكم الخيوط الفطرية. التشابه مع الفطريات خارجي بحت ، لأن الفطريات الشعاعية لها نوع من الخلايا بدائية النواة بجدار خلوي لا يحتوي على الكيتين والسليلوز. الكريات الشعاعية موجبة الجرام ، والعديد من الأشكال مقاومة للأحماض ، وبعض الفطريات الشعاعية لها كبسولة حول الخيوط.

تتشكل الطبقة الفطرية نتيجة نمو الفطريات في وسط المغذيات والهواء ، وتنمو على سطح الوسط (الشكل 19). في الأنسجة المصابة (شكل الأنسجة) ، يمكن أن تشكل الفطريات الشعاعية حبيبات برقة ، من خيوط متشابكة بكثافة على شكل أشعة تمتد من المركز وتنتهي بتكثيف على شكل قارورة.

تتكاثر الفطريات الشعاعية لاجنسي، وتشكيل كونيديا أو sporophores مع sporangia في نهايات mycelium الجوي. يمكن أن تكون حاملات الأبواغ مستقيمة ومموجة ولولبية. الأبواغ - بيضاوية ، مستديرة ، أسطوانية ، ذات سطح أملس أو مسامير ، متحركة أحيانًا بسبب الأسواط (الأبواغ الحيوانية). تُستخدم الجراثيم لإعادة إنتاج الفطريات الشعاعية ، فهي ليست مقاومة للحرارة ، ولكنها تتحمل الجفاف. بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن حدوث تبرعم وتفتيت الميسيليوم إلى أشكال على شكل قضيب أو عصوي.

تنتشر الفطريات الشعاعية على نطاق واسع في الطبيعة ، فهي تعيش في الماء والتربة الغنية بالدبال. يشاركون في دورة المواد في الطبيعة. أنواع منفصلةتستخدم الفطريات الشعاعية كمنتجين للمضادات الحيوية والفيتامينات والدهون والبروتياز والأحماض الأمينية والمنشطات.

تنتمي الفطريات الشعاعية إلى رتبة Actinomycetales ، والتي تشمل العائلات: Actinomycetaceae ، Nocardiaceae ، Streptomycetaceae ، Mycobacteriaceae.

تم العثور على الأنواع الممرضة للإنسان بين ممثلي العائلات Actinomycetaceae و Nocardiaceae. الأول يشبه العصي المتفرعة الطويلة أو القصيرة التي لا تشكل الفطريات الهوائية. هم العوامل المسببة لداء الشعيات البشري وتشكل البراريق في الأنسجة المصابة.

يشبه ممثلو عائلة Nocardiaceae البكتيريا الفطرية ، ولديهم خلايا خيطية ويشكلون الفطريات الهوائية والركيزة على وسائط المغذيات. يتم تجزئة الواصلة إلى خلايا كروية وخلايا على شكل قضيب. تسبب نوكارديا المسببة للأمراض عدم انتظام ضربات القلب.

طرق البحث. ملطخة حسب غرام و Ziehl-Neelsen. تتم إزالة البرميل من المادة المرضية بحلقة ، ويوضع في قطرة ماء على شريحة زجاجية ، ويتم ضغطه برفق بغطاء ، ثم يتم إدخال قطرة من محلول قلوي من الميثيلين الأزرق تحت الزجاج وتباين الطور المجهر ممكن استخدامه.

№ 24 اللولبيات

البكتيريا الملتفة حلزونيا مع الحركة النشطة. تختلف أبعاد اللولبيات في السمك من 0.1-0.3 ميكرون وطولها من 7-500 ميكرون. حركات مختلفة - من الحلزونية إلى الانحناء. أتاح الفحص المجهري الإلكتروني التمييز في اللولبيات بين أسطوانة بروتوبلازمية (جسم الخلية) وخيط محوري (داعم) وقشرة خارجية ثلاثية الطبقات. يقع الخيوط المحورية في الفضاء المحيطي بين الغلاف الخارجي والأسطوانة البروتوبلازمية ويتكون من ليفية فردية (endoflagellas) ، يختلف عددها باختلاف الأنواع: في اللولبية واللولبية اللولبية - 3-4 ؛ في borelia - حتى 30. يتم تثبيت كل من الألياف الليفية (endoflagella) في منطقة أقراص التعلق في نهايات الأسطوانة البروتوبلازمية وتمتد إلى نهايتها المقابلة ، وتلتف حولها وتنتهي بحرية. يشبه التركيب الكيميائي للليفات تركيب الأسواط (الشكل 20).

تحتوي الأسطوانة البروتوبلازمية على: نوكليويد ، ريبوسومات ، ميزوسومات ، شوائب. يحتوي الغلاف الخارجي (جدار الخلية) على طبقة رقيقة من الببتيدوغليكان ، وهي مرنة ولا تحتوي على صلابة. هذه البكتيريا لا تشكل الأبواغ الداخلية ، والكبسولات ، والسوطيات الخارجية ، فهي سالبة الجرام ، ويتم ترتيبها بشكل عشوائي في اللطاخة.

تنتمي Spirochaetes إلى رتبة Spirochaetales ، عائلة Spirochaetaceae ، والتي تضم ثلاثة أجناس:

بوريليا - لديها 3-10 تجعيد شعر منحدر غير متساوي ، النهايات مدببة ، بطول 10-30 ميكرون. الحركة متشنجة ، وفقًا لرومانوفسكي-جيمسا ، فهي مطلية باللون الأزرق أرجواني(ممثل Borreliarecurrentis - يسبب حمى انتكاسية وبائية ؛ Borreliaburgdorferi - يسبب مرض لايم).

اللولبية - لها 8-14 تجعيد ملتوي بإحكام بسعة متساوية ، بطول 5-15 ميكرون. الحركة سلسة وبطيئة مع دوران حول المحور الطولي ، وفقًا لرومانوفسكي-جيمسا ، فهي مطلية باللون الباهت اللون الوردي(ممثل عن Treponemapallidum - العامل المسبب لمرض الزهري).

Leptospira - يحتوي على ما يصل إلى عشرين تجعيدًا صغيرًا متكررًا ينتهي بخطاف بسماكة تشبه الزر ، بطول 5-15 ميكرون. الحركة نشطة للغاية ، حركة أمامية انتقالية ، انحناء ودوران حول المحور. وفقًا لـ Romanovsky-Giemsa ، فإنها تلطخ بشكل ضعيف بلون أرجواني وردي (ممثل Leptospirainterrogans هو العامل المسبب لمرض البريميات).

طرق البحث. في الحالة الحية ، تتم دراسة اللولبيات في مجهر تباين الطور ومجهر المجال المظلم ، مع ملاحظة النشاط النشط. حركة مميزةاللولبيات ، ملامح شكلها.

يتم تحضير المستحضرات وفقًا لـ Burri (تصبح الخيوط المجعدة الخفيفة من اللولبيات مرئية على خلفية مظلمة من المستحضر) ، ملطخة وفقًا لطريقة Romanovsky-Giemsa ، وفقًا لطريقة Morozov.

# 25 ريكتسيا

فصل "ألفا بروتوبكتيريا "

طلبريكتسياليس

عائلةالريكتسيا

جنس الريكتسيا

عائلةإيرليشيا

تتنوع أشكال الريكتسية وتنقسم إلى الأنواع التالية:

كروية أحادية الحبيبات (حتى 0.5 ميكرون) ؛

على شكل قضيب ثنائي الحبيبات (1-1.5 ميكرون) ؛

ثلاث - أربع حبيبات عصوية (3-4 ميكرون) ؛

خيطي متعدد الحبيبات (10-40 ميكرون).

تم الكشف عن الحبوب (البروتينات النووية) عن طريق التلوين وفقًا لـ Romanovsky-Giemsa. جميع الأشكال متبادلة. من الناحية الهيكلية ، لديهم جميع مكونات الخلية البكتيرية: جدار الخلية ، الكبسولة الشحمية ، السيتوبلازم ، النوكليويد ، الريبوسومات ، الشعيرات الدموية. الريكتسيا تحتوي على كل من DNA و RNA محتوى عاليالفسفوليبيدات ، نسبة منخفضة من الكربوهيدرات.

في معظم الحالات (باستثناء نوع Rochalimaeaguintana) ، لا ينمو الريكتسيا على وسط مغذٍ صناعي. تعتمد دورة حياة الريكتسيا على النشاط الحيوي للخلية المضيفة وتتكون من مرحلتين: خضرية وراحة (أجسام أولية). تتكاثر الريكتسية الموجودة في المرحلة الخضرية (الشكل 23) بنشاط عن طريق الانشطار الثنائي ولديها حركة نشطة ، على ما يبدو بسبب الهياكل السوطية. الريكتسية في مرحلة الراحة (الأجسام الأولية) كروية وغير نشطة.

طرق البحث.الريكتسيا ملطخة جيدًا وفقًا لرومانوفسكي-جيمسا باللون البنفسجي ، وفقًا لموروزوف (بطريقة الفضة) باللون الأسود. للتمييز بين الريكتسيا ، فإن طريقة التلوين التي اقترحها P.F. زدرودوفسكي:

يصبغ الريكتسيا باللون الأحمر الياقوتي ويمكن اكتشافه بسهولة على خلفية السيتوبلازم الأزرق ونواة الخلية الزرقاء.

26 الكلاميديا

فصلالكلاميديا

طلبالكلاميديا

فاميلياالكلاميديا

الجنس: الكلاميديا

1). الأجسام الأولية هي هياكل كروية صغيرة (0.2-0.5 ميكرومتر) كثيفة الإلكترون ، خالية من النشاط الأيضي ، لها نواة مدمجة وجدار خلوي صلب ، يتم ترشيحها من خلال المرشحات البكتيرية. إنها البداية المعدية للكلاميديا ​​وتضمن بقائها في البيئة خارج الخلية وعدوى الخلايا الجديدة.

2). الأجسام الشبكية أكبر (0.8-1.5 ميكرون) ، وتشكيلات كروية لها بنية شبكية بجدار خلوي رقيق ونواة ليفية. تنمو من أجسام أولية داخل الخلايا ، وهي خالية من العدوى ، وتخضع للانقسام ، وتضمن تكاثر الكلاميديا. ومن ثم ، فإن الاسم الأول تاريخيًا للأجسام الشبكية - "الجسم الأولي". الأجسام الشبكية هي الشكل الخضري للكلاميديا.

3). الأجسام الوسيطة هي مرحلة وسيطة بين الأجسام الأولية والشبكية.

تبدأ دورة حياة الكلاميديا ​​بحقيقة أن الأجسام الأولية يتم بلعمها بواسطة الخلية المضيفة ، ثم في غضون ساعات قليلة تعيد تنظيمها ، وتزداد في الحجم وتتحول إلى أشكال شبكية تتكاثر عن طريق الانقسام العرضي. تنتهي دورة الحياة عندما يتم ضغط الأشكال الوسيطة الناشئة وتقليل حجمها وتحويلها إلى أجسام أولية. تتكاثر داخل فجوات السيتوبلازم ، تشكل الكلاميديا ​​مستعمرات دقيقة (شوائب) محاطة بغشاء. تم العثور على جميع المراحل الثلاث لتطور الكلاميديا ​​في تكوين المستعمرات الدقيقة. بعد تمزق جدار الفجوة (الحويصلات) وغشاء الخلية المضيفة ، يتم إطلاق الكلاميديا ​​المتكونة حديثًا ، وتكرر الأجسام الأولية ، التي تصيب الخلايا الأخرى ، دورة التطور. في ظل ظروف النمو المثلى في الخلايا حقيقية النواة دورة الحياةالكلاميديا ​​17-40 ساعة (الشكل 24).

تتجلى خصوصية الكلاميديا ​​أيضًا في هيكل جدار الخلية. إنه خالي من الببتيدوغليكان وهو عبارة عن غشاء من طبقتين ، يتم تحديد صلابته بواسطة الببتيدات المرتبطة بجسور ثاني كبريتيد. بخلاف ذلك ، تشبه الكلاميديا ​​البكتيريا سالبة الجرام ، لأنها تحتوي على شحميات سكرية تشبه عديدات السكاريد الدهنية.

يشمل ترتيب Chlamydiales عائلة واحدة ، Chlamydiaceae ، مع جنس واحد ، Chlamydia. بالنسبة للبشر ، الأنواع المسببة للأمراض هي C.trachomatis و C.psittaci و C.pneumoniae. الكلاميديا ​​تسبب العين والجهاز التنفسي و الجهاز البولي التناسليوتتحد تحت اسم شائع"الكلاميديا".

طرق البحث.للكشف المجهري عن الأجسام المتضمنة (المستعمرات الدقيقة) من الكلاميديا ​​في الخلايا المصابة (الأنسجة) ، يتم استخدام طرق تلطيخ مختلفة: Romanovsky-Giemsa و Macchiavello وغيرها. عندما تلطخ وفقًا لـ Romanovsky-Giemsa ، فإنها تكتسب اللون الأزرق أو الأرجواني. بالإضافة إلى ذلك ، تظهر الكلاميديا ​​بوضوح في الحالة غير الملوثة عند الفحص المجهري للمستحضرات الرطبة تحت الزجاج باستخدام نظام بصري متباين الطور. في مؤخراتفاعل التألق المناعي المباشر الأكثر شيوعًا هو صبغة البرتقال أكريدين.

27 الميكوبلازما فصلمولكيتس

طلبالميكوبلازما

عائلةالميكوبلازمات

جنس الميكوبلازما

جنس Ureaplasma

خمسة أنواع ممرضة للإنسان: م . الرئوية , م . الهومينيس , م . الأعضاء التناسلية , م . incognitus و يو . اليوريا .

الميكوبلازما- أصغر بدائيات النوى (125-150 نانومتر) القادرة على التكاثر بشكل مستقل. يُعتقد أن الميكوبلازما هي أقرب أحفاد الخلايا بدائية النواة الأصلية. إن جينوم الميكوبلازما ضئيل بالنسبة للخلية ، فهو أصغر بخمس مرات من الجينوم القولونيةوهو 0.45 مليون دينار. السمة الرئيسية للميكوبلازما هي عدم وجود جدار خلوي. وهي محاطة بطبقة تشبه الكبسولة ، لا يوجد تحتها سوى غشاء رقيق من ثلاث طبقات بسمك 7.5-10 نانومتر ، يحتوي على كمية كبيرة من الكوليسترول. نتيجة لذلك ، يتم عزل الميكوبلازما في قسم خاص Tenericutes ، فئة Mollicutes ("الجلد الرقيق") ، طلب Mycoplasmatales.

نظرًا لعدم وجود جدار خلوي ، فإن الميكوبلازما (الشكل 21) حساسة تناضحيًا ولها أشكال متنوعة:

أ) خلايا صغيرة كروية أو بيضاوية حجمها 0.2 ميكرومتر (أجسام أولية) يتم ترشيحها من خلال مرشحات بكتيرية ؛

ب) كروي أكبر ، يصل حجمه إلى 1.5 ميكرون ؛

ج) خلايا خيطية متفرعة يصل حجمها إلى 150 ميكرون.

الميكوبلازما لا تشكل جراثيم ، سوط ، بعض الأنواع لديها حركة مزلقة.

تتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي للخلايا الكروية والخيطية ، وتبرعم وتحرر العديد من الأجسام الأولية المتكونة في خيوط.

أما بالنسبة للطاقة ، فإن الميكوبلازما تحصل عليها بالطريقة المعتادة مع اللاهوائيات الاختيارية ، عن طريق تخمير الكربوهيدرات أو الأحماض الأمينية. بسبب الجينوم الصغير للميكوبلازما ، لديهم قدرات تخليق حيوي محدودة ، ويجب زراعتها على وسائط مغذية غنية بالدهون والبروتينات وسلائف الحمض النووي. وهي تنمو ببطء ، وتنمو المستعمرات ذات المركز الكثيف إلى الوسط ، وتشبه "البيضة المقلية" (مركز داكن ومحيط مخرم أفتح). حجم المستعمرات صغير لا يتجاوز 600 ميكرون.

في علم الأمراض البشري ، يلعب العديد من ممثلي جنس Mycoplasma الدور الأكبر: M.pneumoniae ، M.hominis ، M.anthritidis والأنواع الوحيدة من جنس Ureaplasma - U.urealyticum (سميت بهذا الاسم بسبب نشاط اليورياز). تسبب الميكوبلازما الممرضة أمراض (الميكوبلازما) في الجهاز التنفسي والجهاز البولي التناسلي والمفاصل مع مجموعة متنوعة من المظاهر السريرية. عند علاج هذه الأمراض ، يجب أن نتذكر أن الميكوبلازما ليست حساسة للمضادات الحيوية بيتا لاكتام والأدوية الأخرى التي تثبط تخليق جدار الخلية (بسبب عدم وجودها في العامل الممرض).

طرق البحث. في المجهر الضوئي ، تم العثور على أكبر أشكال الميكوبلازما فقط. في الحالة الحية ، يتم دراستها في مجهر ذو مجال مظلم وتباين الطور ، ويتم الكشف عن مكونات البنية التحتية باستخدام المجهر الإلكتروني.

№ 28 فطر

فصول (7): · الفطريات القاعدية(غطاء الفطر). · الفطريات الفطرية (جنس مكور - داء الغشاء المخاطي للإنسان والحيوان) الزقاء (جرابيات ، أجناس فطر الرشاشيات , بنسيليوم , فطريات الخميرة) ديوتيروميسيتيس - الفطريات غير الكاملة ، لا تتكاثر جنسيا ( المبيضات )

الفطريات هي مجموعة كبيرة ومتطورة بنجاح من الكائنات الحية ، بما في ذلك حوالي 80000 نوع محدد. وتتراوح أحجامها من الخميرة أحادية الخلية إلى الجريبس والبافبول والقرون الكبيرة. يحتل الفطر مجموعة متنوعة من الموائل - سواء في الماء أو على الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مهمة فيما يتعلق بالدور الذي تلعبه في المحيط الحيوي ، وفيما يتعلق بحقيقة أنها تستخدم من قبل البشر في الطب والاقتصاد.

طرق البحث. يتم تحضير كل من المستحضرات الأصلية (غير الملوثة) والملوثة للفحص المجهري.

دراسة المستحضرات غير الملوثة

من أجل التمييز بشكل أكثر وضوحًا بين عناصر الفطر ، يتم توضيح المستحضر ، لذلك يتم وضع المادة المرضية (القشور ، وقطع الظفر ، والشعر ، وكشط الأغشية المخاطية ، ومحتويات البؤر الحبيبية). مشاهدة الزجاجأو طبق بتري ، حيث يُسكب محلول 10-15٪ من الصوديوم الكاوية أو البوتاسيوم ويوضع في منظم حرارة عند 37 درجة مئوية لمدة 20-30 دقيقة. ثم تتم إزالة المادة ووضعها في قطرة من محلول الجلسرين بنسبة 50٪ على شريحة زجاجية ومغطاة بغطاء منزلق ، مجهريًا في تباين طوري أو مجهر ضوئي. يمكن استخدام طريقة أخرى: يتم وضع قطرة من الجلسرين مع إضافة 10٪ بوتاسيوم كاوي على المادة المرضية ويتم فحصها بعد 4-5 دقائق ، مغطاة بغطاء.

يتم تخفيف القيح من الخراجات ومحتويات القرح والبلغم بمحلول ملحي فسيولوجي أو كحول مائي (1: 1) أو محلول مائي بنسبة 50٪ من الجلسرين ، ويتم تحضير مستحضر "قطرة مطحونة" وفحصه عند تكبير 200 × 400 باستخدام تباين الطور.

دراسة المستحضرات المصبوغة

يتم تحضير مسحات رقيقة من القيح والدم والسائل النخاعي ورواسب غسيل الشعب الهوائية والبول ، والتي يتم تثبيتها في خليط من نيكيفوروف وكارنوى وكحول فورمول والمجففة والملطخة:

تلوين لاكتوفوتشسينتحتوي على الفوكسين الحامض - 0.1 جم ، حمض اللاكتيك - 100 مل. ملطخ لمدة 3-5 دقائق. خلفية الدواء وردية ، والميسيليوم براق باللون الأزرق. الفطر يصبغ بشكل جيد مع داء الفطريات وداء الرشاشيات.

№ 29 خلايا الخميرة والخميرة الشبيهة بالخميرة لها شكل دائري أو بيال أو ممدود ، بحجم 8-10 ميكرون ، مع غشاء من دائرتين. في السيتوبلازم ، لوحظ وجود شوائب في شكل حبيبات الجليكوجين والفولوتين والدهون. يحدث التكاثر عن طريق التبرعم والأبواغ الأسكوية. الخميرة تشبه الخميرة تشبه الخمائر الحقيقية ، والفرق هو عدم وجود الأبواغ الأسكوية والقدرة على تكوين الفطريات الكاذبة. مع تكوين pseudomycelium ، يتم استطالة الخلايا وتلامسها بقاعدة ضيقة. تسبب داء المبيضات ، الذي يصيب المرضى مع انخفاض حاد في مقاومة الجسم والاستخدام المطول للمضادات الحيوية. طرق دراسة الخميرة

تتميز الفترة الحديثة من دراسة التنوع البيولوجي بالتطور المكثف لنظم النشوء والتطور ، والتي تهدف إلى إعادة بناء مسارات محددة للتطور التاريخي للكائنات الحية. في علم الأحياء الدقيقة ، تلقى النظاميات النشوء والتطور حافزًا قويًا للتنمية فقط في نهاية القرن العشرين. فيما يتعلق بالدراسة المقارنة لتسلسل النوكليوتيدات المحفوظة في الرنا الريباسي. في الخميرة ، يعتمد هذا التصنيف بشكل أساسي على دراسة منطقتين من rDNA بطول حوالي 600 زوج من النوكليوتيدات: المجال D1 / D2 في نهاية 5 'من الجين المشفر 26S rRNA ومنطقة المباعد المنسوخة الداخلية (ITS) ، والذي يتضمن الجين 5.8S rRNA. ويعتقد أنه بسبب المحافظة في هذه المناطق ، فإن الاختلافات بينهما تتناسب طرديًا مع مسافة التطور ، ودرجة العلاقة التطورية. أداة قوية لبناء تصنيف نسبي للخمائر وتحديد مكانها في النظام العام للفطريات.

حتى الآن ، تم فك رموز تسلسلات نيوكليوتيدات الرنا الريباسي ووضعها في بنوك بيانات الكمبيوتر المتاحة على الإنترنت في ممثلي الجميع الأنواع المعروفةخميرة. يسمح هذا ببناء أشجار النشوء والتطور التي تعكس تطور جيناتها الريبوزومية. اتضح أن تجميع الخمائر على أساس تشابه متواليات نيوكليوتيدات الرنا الريباسي في كثير من الحالات لا يتطابق مع التجميع وفقًا لسمات النمط الظاهري. العديد من الصفات التقليدية المستخدمة في تصنيف الخميرة ، مثل خصائص التكاثر الخضري ، وشكل البوغ ، وقابلية التخمير واستيعاب السكر ، أصبحت تعتبر غير موثوقة وغير مناسبة لتحديد علاقات النشوء والتطور. يعتبر الآن تسلسل الرنا الريباسي (rDNA) ضروريًا عند وصف أنواع الخميرة الجديدة.

كان للتأثير القوي بشكل خاص على دراسة الخميرة ، وكذلك معظم مجموعات الكائنات الحية الدقيقة الأخرى ، تطورًا سريعًا في نهاية القرن العشرين. البيولوجيا الجزيئية. في تصنيف الخميرة الحديث ، تُستخدم على نطاق واسع طرق النظم الجينية القائمة على المقارنة المباشرة للجينوم وتسلسل متواليات النيوكليوتيدات. جعل استخدام الأساليب البيولوجية الجزيئية الموحدة من الممكن تقريب المقاربات لتصنيف الخميرة والفطريات الخيطية بشكل أقرب ، وإنشاء روابط بين صورة بصور الخميرة والتليومورفيس الخيطية ، وتطوير معايير جديدة لإنشاء نظام موحد للتطور النشئي لمملكة ميكوتا بأكملها . في الوقت نفسه ، أدت المعرفة الجديدة إلى ظهور جديد مشاكل علميةعلى وجه الخصوص ، مشكلة الارتباط بين أحدث الأساليب الجزيئية والطرق التقليدية القائمة على النهج المورفولوجية والفسيولوجية لدراسة الخميرة. تم فك شيفرة جينوم Saccharomyces cerevisiae بالكامل تقريبًا ، مما يفتح آفاقًا كبيرة لعلم جينوم الخميرة وآفاق جديدة لاستخدامها في التكنولوجيا الحيوية. وهكذا ، فإن علم الخميرة ، بعد أن سافر أكثر من قرن ونصف ، يستمر في التطور بسرعة في القرن الحادي والعشرين.

يتم تحضير كل من المستحضرات الأصلية (غير الملوثة) والملوثة للفحص المجهري. لدراسة الفطريات في الأنسجة ، يتم إجراء فحص مرضي.

الخميرة الخلوية بوغ الفطريات

30. علم التشكل وطرق البحث للفطريات الخيطية. هناك نوعان من النمو في الفطريات: نمو الخيوط (hyphomycetes) ونمو الخميرة (الفطريات المتفجرة). عادة ، يتكون الجسم الخضري للفطريات الخيطية من خيوط يبلغ سمكها حوالي 5 ميكرومتر ، متفرعة للغاية وتسمى خيوط. لا تحتوي الواصلة إما على حواجز عرضية (في الفطريات السفلية) أو مفصولة بالحواجز (الحاجز) في الخلايا (في الفطر العالي). يمكن أن يكون جدار الخلية بسماكات مختلفة ، وغالبًا ما يكون التجاوز مرئيًا بوضوح ؛ من بين الادراج في السيتوبلازم ، أكثر ما يميزها هو حبيبات الفولوتين والجليكوجين وصبغة الميلانين. الخلايا الفطرية القديمة الناضجة غنية بالدهون. تحتوي النواة على نواة وشبكة كروماتين ؛ يمكن أن تكون الخلايا متعددة النوى. تشكل مجموعة الخيوط الفطرية (mycelium). يمكن أن تكون الفطريات عبارة عن ركيزة ، تتشكل نتيجة نمو الخيوط في وسط المغذيات ، والهواء ، الذي ينمو على سطح الوسط. يمثل Mycelium الأنابيب المتفرعة ، ويتم تنفيذ التفرع عن طريق النتوءات الجانبية للخيوط. أحيانًا يتم ترتيب الخيوط الفطرية في صفوف متوازية ، متجاورة بشكل وثيق مع بعضها البعض ، تشبه "الفتيل" ، ومن هنا جاء اسم "koremia" (في الفطريات الجلدية).

31. المبادئ الأساسية لتصنيف وتشكل الأوليات. طرق بحثهم وأهميتهم الطبية.

البروتوزوا هي حقيقيات النوى أحادية الخلية ، تشبه في هيكلها خلايا الحيوانات المنظمة بشكل معقد. يمكن أن يكون الشكل على شكل كمثرى (Trichomonas ، Giardia) ، بيضاوي الشكل (Balantidia) ، على شكل مغزل (Trypanosoma ، Leishmania) ، يمكن أن يأخذ التكوين الأكثر غرابة (الأميبا)

معظم البروتوزوا متحركة ويتم إجراء الحركة بمساعدة الكاذب (الأميبا ، الملاريا المتصورة) ، الأسواط (الجيارديا ، الليشمانيا) ، الأهداب (البلانتيديا).

كاذبة- نتوءات مؤقتة في السيتوبلازم ، مما يؤدي إلى تغيير البروتوزوا في شكل الجسم طوال الوقت.

أبسط تنتمي إلى المملكة البروتوزوا (البروتوس - الأول ، zoa - الحيوانات). من الأهمية الطبية:

Phylum Sarcomastigophora ، subphylum Sarcodina (Sarcodidae). جسدهم خالي من الحبيبات ، فهم يتحركون بمساعدة الكاذب. يشمل هذا الفصل أنواع مختلفةالأميبا ، بما في ذلك الأميبا الزحاري (Entamoeba histolytica).

طرق البحث. لدراسة البروتوزوا ، يتم تحضير المستحضرات المؤقتة والدائمة (الملطخة). يتم تحضير المستحضرات المؤقتة بطريقة "القطرة المجروشة" أو "القطرة المعلقة" مع إضافة الحارة محلول فيسولوجيأو الأصباغ الحيوية داخل الحجاج. من الاستعدادات الدم "قطرة سميكة" مستعدة. للقيام بذلك ، يتم قلب الإصبع المعالج بالأثير مع ثقب لأسفل ويتم إحضار شريحة زجاجية إلى القطرات البارزة ، حيث يتم أخذ 2-3 قطرات من الدم ، ثم يتم توزيع الدم بإبرة أو زاوية شريحة زجاجية أخرى للحصول على شكل بيضاوي حوالي 1 سم ، لتسريع تجفيف الدواء ، يمكن وضعه في منظم حرارة عند 35-37 درجة مئوية.

للكشف عن الأكياس ، يتم استخدام محلول Lugol قوي ، والذي يلطخ هياكل الخراجات بلون بني غامق.

ملطخ بهيماتوكسيلين الحديد حسب طريقة Heidenhain

توضع المسحات بعد التثبيت في محلول 2.5٪ من الشب الحديديك لمدة ساعة.

بعد شطفها ثلاث مرات بالماء ، صبغها بصبغة (0.5 جم من الهيماتوكسيلين ، 10 مل من 96 0 كحول ، وبعد الذوبان أضف 90 مل من الماء المقطر) لمدة 5-10 دقائق.

تغسل بالماء وتجفف.

لا غنى عن التلوين في الحالات التي يكون فيها من الضروري الكشف عن أدق تفاصيل بنية النواة والسيتوبلازم في البروتوزوا.

تتمتع جدران الخلايا للنباتات بقوة غير عادية ، وفي عملية النمو ، تغير النباتات هيكلها وتكوينها. المكونات الرئيسية لجدران الخلايا النباتية هي السكريات ، ومن بينها السليلوز الذي يسود ، والذي يحدد إلى حد كبير بنية الجدار.

السليلوز. يعتبر عديد السكاريد المتماثل أكثر أنواع الكربوهيدرات شيوعًا على الأرض (تشكل النباتات ما يصل إلى 1011 طنًا من السليلوز سنويًا). مونومرات السليلوز عبارة عن بقايا جلوكوز متصلة في سلاسل طويلة (تصل إلى 10000 من بقايا الجلوكوز في كل منها) باستخدام روابط ب (1 → 4) -جليكوسيدية (الشكل 5.3). في مثل هذا الجزيء ، لا توجد حرية كاملة للدوران حول روابط 1C-O- و O-4C ، ويكتسب البوليمر تشكلاً مواتياً لتشكيل روابط هيدروجينية بين السلاسل عندما يتم ترتيب السلاسل بالتوازي. نتيجة لذلك ، يتم دمج جزيئات السليلوز في الياف دقيقةحوالي 10 إلى 25 نانومتر. تتشابك الألياف الدقيقة وتتشكل خيوط رفيعة، والتي ، بدورها ، يمكن لفها حول الأخرى ، مثل تشكيل خيوط في حبل ليفات كبيرة.يبلغ سمك كل ليف كبير حوالي 0.5 ميكرومتر ويمكن أن يصل طوله إلى 6-8 ميكرومتر. تتشابه قوة الألياف الكبيرة مع قوة الأسلاك الفولاذية المتساوية في السماكة. بجانب، أقسام منفصلةالألياف الدقيقة لها بنية مرتبة وتعطي خصائص بلورية لجدار الخلية. وبالتالي ، يمكن للمرء أن يلاحظ التعقيد والترتيب العالي للسليلوز في تكوين جدران الخلايا ، وهذا ليس مصادفة: هذا البوليمر يؤدي وظائف الحماية والدعم في النبات.

في هذا الشكل ، لا يمكن الوصول إلى السكريات بفعل الإنزيمات الخاصة بها ، ولا يمكن للنبات استخدام السليلوز كمواد احتياطية. فقط عدد قليل من الكائنات الحية (بعض البكتيريا والفطريات والأوليات والحيوانات النادرة) لديها أنظمة إنزيمية قادرة على تكسير السليلوز.

يتم غمر الألياف الدقيقة والكبيرة من السليلوز في جدار الخلية للنباتات مصفوفة، والتي تتكون أيضًا بشكل أساسي من السكريات وتغير هيكلها أثناء نمو النبات. على المراحل الأولىتتكون المصفوفة التنموية من مواد البكتين، وتظهر لاحقًا فيه الزيلانومختلف السكريات المحايدة ("هيميسليلوز"). مواد البكتين عبارة عن بوليمرات من حمض الجالاكتورونيك ، حيث يتم استبدال بعض ذرات الهيدروجين بمجموعات الميثيل (-CH 3) (الشكل 5.3). Xylanes عبارة عن بوليمرات من الزيلوز (الشكل 5.3).

في مراحل لاحقة من التطور ، عندما يحدث تقشير جدران الخلايا ، اللجنين- يحتوي على بوليمر مقاوم كيميائياً رقم ضخمحلقات عطرية. بالإضافة إلى ذلك ، توجد كميات صغيرة من البروتينات السكرية والبوليمرات الدهنية غير القابلة للذوبان في تكوين جدران الخلايا النباتية. هيكل مختلفوالشموع.

تحتوي جدران الخلايا لبعض النباتات على عديدات سكريات نادرة ذات بنية غير عادية. على سبيل المثال ، في الجدران وبين الخلايا

تحتوي مادة طحالب البحر الأحمر على أجار معقد متعدد السكاريد ، وهو خليط من السكريات الكبريتية - الاغاروز والأجاروبكتين. يتكون Agarose من بقايا متبادلة من D-galactose و 3،6-anhydro-L-lactose مرتبطة بالتناوب بواسطة b (1 → 4) - و a (1 → 3) -bonds. يحتوي Agaropectin على المزيد بنية معقدة: يحتوي على د-جالاكتوز ، 3،6-أنهيدروجالاكتوز ، أحماض يورونيك وكبريتات. يستخدم Agar باعتباره الضاغط الأكثر شيوعًا للوسائط الصلبة ، ولا غنى عنه في علم الأحياء الدقيقة ، وكذلك في الصناعات الغذائيةلمنتجات التبلور. وتجدر الإشارة إلى أن الغالبية العظمى من الكائنات الحية الدقيقة غير قادرة على تكسير الأجار ، وهذه إحدى مزاياها الرئيسية على ضاغط الوسائط المغذي الآخر - الجيلاتين. يجد Agarose تطبيق واسعفي البحث البيوكيميائي: هي البيئة المائيةتشكل مادة هلامية ذات مسام كبيرة ، يتم تحديد حجمها من خلال تركيزها. تستخدم المواد الهلامية Agarose في تجزئة البروتينات والأحماض النووية ، وكذلك لتثبيت الخلايا.

- 20.44 كيلو بايت

جدار الخلية ، الهيكل ، التركيب الكيميائي. التغييرات في جدار الخلية.

وجود قشرة قوية صفة مميزةخلية نباتية تميزها عن خلية حيوانية. تمنح القشرة الخلية شكلاً وقوة معينة وتحمي المحتويات الحية - البروتوبلاست وفوق كل شيء ، غشاء البلازما ، مضغوط بإحكام على القشرة من الداخل. تُزرع خلايا النباتات العليا ، المزروعة على وسائط مغذية خاصة ، حيث يتم إزالة الغشاء بالطريقة الأنزيمية ، دائمًا شكل كروي. بدون قشرة ، يكون وجود خلية نباتية في الظروف العادية أمرًا مستحيلًا ، نظرًا لأن خاصية ضغط التورج ، المتوازنة مع الضغط المضاد للقشرة ، ستؤدي حتماً إلى تمزق غشاء البلازما وتدمير البروتوبلاست. إن مجموع جدران الخلايا في تكوين جسم نبات أرضي ، والذي يرتفع فوق سطح التربة وليس له هيكل عظمي داخلي ، هو نوع من الإطار الداعم الذي يعطي النبات القوة الميكانيكية.

القشرة ، كقاعدة عامة ، عديمة اللون وشفافة ، تنقل أشعة الشمس بسهولة. يمكن أن يتحرك الماء والمواد منخفضة الوزن الجزيئي الذائبة على طوله. كل خلية لها غلافها الخاص ؛ قذائف الخلايا المجاورة ، كما كانت ، مدعمة بمواد بين الخلايا التي تشكل ما يسمى الصفيحة المتوسطة. ونتيجة لذلك ، يتم فصل الخلايا المجاورة عن بعضها البعض بجدار مكون من قذيفتين ولوحة وسطى ، مما يعطي سببًا لتسمية القشرة أيضًا بجدار الخلية.

تم بناء القشرة بواسطة بروتوبلاست للخلية وبالتالي لا يمكن أن تنمو إلا من خلال ملامستها لها. في كثير من الأحيان ، تستمر القشرة لفترة أطول من البروتوبلاست (عندما تموت الخلية مبكرًا) ، ولكن هذا عادة لا يؤدي إلى توقف وجود الخلية كوحدة هيكلية ، لأن شكل الخلية لا يتغير بسبب قوة القشرة. لذلك ، حتى بعد الموت ، يمكن أن تؤدي الخلايا النباتية وظائف مهمة في نقل الحلول أو الدعم الميكانيكي. العديد من أنواع الخلايا النباتية - الألياف ، القصبات ، شرائح الأوعية الدموية ، خلايا الفلين - في حالة البالغين هي غشاء خلية واحد. يتكون الخشب في الغالب من قذائف من الخلايا الميتة.

أغشية الخلايا متنوعة مثل الخلايا نفسها. غالبًا ما يمكن استخدام تركيبة الغشاء وهيكله للحكم على أصل ووظيفة الخلايا من مختلف الأنواع. وبالتالي ، يتم دراسة بنية النباتات الأحفورية بشكل أساسي من خلال دراسة أغشية خلاياها.

في البداية ، ينشأ جدار الخلية الأساسي إلى الخارج من غشاء البلازما. يتكون من السكريات - البكتين والسليلوز. ترتبط جدران الخلايا الأولية للخلايا المجاورة بصفيحة متوسطة البروتوبكتين. في جدار الخلية ، يتم تجميع جزيئات السليلوز الخطية الطويلة جدًا ، المكونة من الجلوكوز ، في حزم - المذيلات ، والتي بدورها يتم دمجها في ليفية - وهي أنحف ألياف بطول غير محدد. يشكل السليلوز هيكلًا عظميًا متعدد الأبعاد ، وهو مغمور في مصفوفة غير متبلورة عالية الماء من الكربوهيدرات غير السليلوزية: البكتين ، والهيميسليلوز ، وما إلى ذلك ، والسليلوز هو الذي يحدد قوة جدار الخلية. الألياف الدقيقة مرنة ولها قوة شد مماثلة للصلب. تحدد عديدات السكاريد المصفوفة خصائص الجدار مثل النفاذية العالية للماء ، والجزيئات والأيونات الصغيرة المذابة ، والتورم القوي. بفضل المصفوفة ، يمكن للماء والمواد أن تنتقل من خلية إلى أخرى على طول الجدران المجاورة لبعضها البعض. يمكن أن تترسب بعض الهيميسليلوز في جدران خلايا البذور كمواد احتياطية.

مادة القشرة ، بما في ذلك السليلوز ، تستخدم على نطاق واسع في الصناعة. تعتمد خصائص الخشب والورق والنسيج إلى حد كبير على التركيب الجزيئي والتركيب الكيميائي للقشرة ، وتساعد معرفتها في تحسين تكنولوجيا الإنتاج وجودة المنتج.

التركيب الكيميائي والتنظيم الجزيئي للقشرة. تم بناء غشاء الخلية بشكل أساسي من عديد السكاريد ، التي ترتبط مونومراتها - السكريات - برابطة جليكوسيدية (-O-) في شكل سلسلة. تتم تسمية السكريات وفقًا لتكوين المونومرات التي تشكلها ، مع إضافة النهاية "an". على سبيل المثال ، يتكون الزيلان متعدد السكاريد من بقايا سكر الزيلوز ، مانان - مانوز ، جلوكان - جلوكوز ، إلخ.

بالإضافة إلى السكريات ، قد تشتمل تركيبة الغلاف على البروتينات والأملاح المعدنية واللجنين والأصباغ والدهون. عادة ما تكون الأصداف مشربة بالماء. يمكن تقسيم السكريات القشرية وفقًا لدورها إلى مواد هيكلية ومواد مصفوفة. المادة الهيكلية للقذيفة نباتات أعلىهو السليلوز (الألياف) ، ويمثل كيميائيا β-1 ، 4-D جلوكان. يمكن أن يختلف عدد بقايا الجلوكوز في الجزيء ، وبالتالي طول الجزيئات نفسها بشكل كبير في جدران الخلايا في النباتات المختلفة ، مما يؤثر على خصائص السليلوز. يتم ترتيب جزيئاته الخيطية في الغلاف بالتوازي مع بعضها البعض ويتم تجميعها بواسطة عدة عشرات بطريقة تظهر شبكة مستطيلة ثلاثية الأبعاد ، وهي سمة من سمات البلورات. تشكل هذه المجموعات البلورية ، التي تشارك في تكوينها الروابط التساهمية والهيدروجينية ، أساس الألياف الدقيقة - الألياف الدقيقة التي تشكل الإطار الهيكلي للقشرة ، "تقويتها".

تحدد الحالة البلورية لجزيئات السليلوز في الألياف الدقيقة انكسار جدار الخلية ، والذي يتم ملاحظته في المجهر المستقطب. في الألياف الدقيقة ، توجد مناطق بلورية ، أي مناطق متوازية أكثر مرونة ، ولكن ليس لها اتجاه ثلاثي الأبعاد ، ترتيب جزيئات السليلوز. تختلف درجة تبلور الألياف الدقيقة ، ونسبة المناطق البلورية والباراكورية بشدة اعتمادًا على نوع النبات وحالة الخلية ونوع الغلاف ، مما يؤثر على السليلوز الميكانيكي والفيزيائي كمواد خام. يختلف قطر الألياف الدقيقة أيضًا في خلايا مختلفة (عادةً في حدود 10-30 نانومتر) ، ويمكن أن يصل الطول إلى عدة ميكرومتر. يمكن دمج الألياف الدقيقة في مجموعات أو طبقات منفصلة - الألياف الكبيرة بسمك 0.4-0.5 ميكرون ، مرئية في المجهر الضوئي.

الشكل 25

خلال حياة الخلايا ، لا سيما اعتمادًا على أداء أي وظيفة متخصصة ، تحدث تغييرات ثانوية في جدار الخلية. غالبًا ما ترتبط بتغيرات جذرية في تركيبها الكيميائي وهيكلها وخصائصها الفيزيائية والكيميائية.

التثاقل. جدار الخلية مغطى (مشرب) بمادة خاصة - اللجنين ، مما يزيد من الصلابة ومحتوى السعرات الحرارية وكثافة جدار الخلية ويقلل من مرونته وقدرته على النمو. لا تفقد جدران الخلايا الخشنة قدرتها على تمرير الماء والهواء. يمكن أن يبقى البروتوبلاست على قيد الحياة ، على الرغم من أنه عادة ما يموت. الأخشاب منتشرة جدا في الطبيعة. يوفر القوة لجذوع الأشجار وفروعها. تحتوي الأخشاب الصنوبرية والصلبة على ما يصل إلى 50٪ من السليلوز و 20 ... 30٪ من اللجنين. جدران الخلايا الخشنة والعديد من الأعشاب ، خاصة قرب نهاية موسم النمو.

التحقيق ، أو suberinization. نتيجة لطبقات وفيرة في جدار الخلية لمادة مقاومة كيميائيًا - السوبرين ، يحدث السوبرين. بحكم طبيعته الكيميائية ، فإن السوبرين قريب من الدهون. إنه مركب غير متبلور مسعور ، والذي يتكون من أحماض دهنية مشبعة عالية البوليمر وأحماض هيدروكسي معقدة. يتم ترسيب Suberin بشكل أساسي في جدران الخلايا للأنسجة الغشائية الثانوية - الفلين ، وهو عازل مائي وحراري ممتاز. بكميات صغيرة ، يتراكم في جدران الخلايا للأنسجة المختلفة. مع الفلين الكامل ، يموت البروتوبلاست للخلية ، حيث تمنع صفائح السوبرين تغلغل الماء والهواء ، جزئيًا - يتم الحفاظ على البروتوبلاست لفترة طويلة.

تمعدن. في عملية الحياة ، يمكن أن تتراكم جدران الخلايا السطحية للبراعم المواد المعدنية ، وخاصة السيليكا وكربونات الكالسيوم.بعض مجموعات النباتات ، على سبيل المثال ، العديد من أنواع البردي ، والأعشاب ، وذيل الحصان ، لديها دائمًا خلايا من الأنسجة الغشائية ، البشرة ، مغطاة بشدة بالأملاح. علاوة على ذلك ، لا يمكن تكديس جدار الخلية فحسب ، بل أيضًا نواتج مختلفة من البشرة - trichomes. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ترسيب المواد المعدنية على سطح خلايا الأنسجة الغشائية - البشرة. نتيجة للتمعدن ، تكتسب الأعضاء المحورية قوة ميكانيكية أكبر.

التنحيف. تحول السليلوز والبكتين إلى مخاط ولثة قريبة منهما ، وهي كربوهيدرات بوليمرية ، تتميز بقدرتها على الانتفاخ بقوة عند ملامستها للماء. لوحظ الصمغ في الخلايا الخلوية لغلاف البذرة ، على سبيل المثال ، في الكتان. تكوين المخاط له أهمية تكيفية كبيرة. عندما تنبت البذور ، يقوم المخاط بتثبيتها في مكان معين ، ويمتص الرطوبة بسهولة ويحتفظ بها ، ويحمي البذور من الجفاف ، ويحسن نظام الماء للشتلات. يضمن صمغ جدران خلايا جذر فلوسك الترابط القوي مع جزيئات التربة.

النقع هو انحلال المادة بين الخلايا ، مما يؤدي إلى انفصال الخلايا. يحدث النقع الطبيعي في الثمار الناضجة. يتم إجراؤه بشكل مصطنع ، على سبيل المثال ، عندما يتم فصل الكتان لإطلاق المواد الخام الغزل - مجموعات من الخلايا من ألياف اللحاء.

وصف العمل

وجود قشرة قوية هو سمة مميزة الخلية النباتيةالذي يميزها عن خلية حيوانية. تمنح القشرة الخلية شكلاً وقوة معينة وتحمي المحتويات الحية - البروتوبلاست وفوق كل شيء ، غشاء البلازما ، مضغوط بإحكام على القشرة من الداخل. تُزرع خلايا النباتات العليا ، المزروعة على وسائط مغذية خاصة ، حيث يتم إزالة الغشاء بالطريقة الأنزيمية ، دائمًا شكل كروي.