Mikroorganizmai (iš lot. micros – maži) yra plika akimi nematomi organizmai. Tai pirmuonys, spirochetai, grybai, bakterijos, virusai, kuriuos tiria mikrobiologija. Mikroorganizmų dydis matuojamas mikrometrais (µm). Mikrokosmose yra daugybė formų, kurios yra suskirstytos į grupes pagal Bendri principai biologinė klasifikacija.
Pirmasis generolas biologinė klasifikacija XVIII amžiuje sukūrė švedų mokslininkas K. Linėjus, remdamasis morfologiniai požymiai ir įtraukta gyvūnų ir daržovių pasaulis. Tobulėjant mokslui, klasifikuojant imta atsižvelgti ne tik į morfologines, bet ir fiziologines, biochemines bei genetines mikroorganizmų savybes. Šiuo metu negalima kalbėti apie vieningą visų gyvų organizmų klasifikaciją: išlaikant tuos pačius principus, makro- ir mikroorganizmų klasifikacijos turi savo ypatybes.
Pagrindiniai visų klasifikacijų žingsniai yra: karalystė - skyrius - klasė (grupė) - tvarka - šeima - gentis - rūšis. Pagrindinė klasifikavimo kategorija yra rūšis – organizmų rinkinys, turintis bendra kilmė, panašios morfologinės ir fiziologiniai požymiai ir medžiagų apykaitą.
Mikroorganizmai priklauso prokariotų karalystei, kurios atstovai, skirtingai nei eukariotai, neturi formalizuoto branduolio. Paveldima prokariotų informacija yra uždaryta DNR molekulėje, esančioje ląstelės citoplazmoje.
1980 m. priimtiems mikroorganizmams unifikuota tarptautinė klasifikacija, kuri paremta amerikiečių mokslininko Bergi pasiūlyta sistema.
Norint nustatyti, kuriai rūšiai mikroorganizmas priklauso, būtina naudoti įvairių metodų ištirti jo ypatybes (ląstelių formą, sporuliaciją, judrumą, fermentines savybes) ir naudojant determinantą rasti jos sisteminę padėtį – nustatyti.
Variantai egzistuoja rūšyje: morfologiniai variantai skiriasi morfologija, biologiniai variantai skiriasi biologines savybes, chemovariantai – pagal fermentinį aktyvumą, serovariantai – pagal antigeninę struktūrą, fagų variantai – pagal jautrumą fagams.
Mikroorganizmams žymėti naudojama bendroji biologinė dvejetainė arba binominė (dviguba) nomenklatūra, kurią įvedė K. Linnaeus. Pirmasis vardas reiškia gentį ir yra parašytas su Didžioji raidė. Antrasis pavadinimas žymi rūšį ir rašomas mažąja raide. Pavyzdžiui, Staphylococcus aureus yra Staphylococcus aureus. Pavadinimai gali atspindėti mikroorganizmus atradusių tyrinėtojų vardus: brucela – Briuso garbei, Escherichia – Ešericho garbei ir kt. Nemažai pavadinimų apima organus, kurie veikia šį mikroorganizmą: pneumokokai – plaučiai, meningokokai – smegenų dangalai ir tt
bakterijos
bakterijos yra vienaląsčiai organizmai be chlorofilo. Vidutiniai dydžiai bakterinė ląstelė- 2-6 mikronai. Mikroorganizmams būdingų bakterijų ląstelių dydis ir forma tam tikros rūšies, gali pasikeisti veikiant įvairių veiksnių(priklausomai nuo bakterijų kultūros amžiaus, buveinės ir kt.). Šis reiškinys vadinamas polimorfizmu.
Pagal ląstelės formą bakterijos skirstomos į tris grupes: sferines, lazdelės ir vingiuotas (4 pav.).
rutulinės bakterijos vadinami kokiais (iš lot. coccus – uogos) ir jų ląstelės skersmuo yra nuo 0,5 iki 1 mikrono. Cocci forma yra įvairi: sferinė, lancetiška, pupelės formos. Autorius santykinė padėtis ląstelės po pasidalijimo tarp kokų išskiriamos: mikrokokai (iš lot. micros - maži) - ląstelės dalijasi skirtingose plokštumose ir išsidėsčiusios pavieniui; diplokokai (iš lot. diploos – dvigubas) – ląstelės dalijasi vienoje plokštumoje, o vėliau išsidėsto poromis; tai lancetiniai pneumokokai ir pupelės formos gonokokai bei meningokokai; streptokokai (iš lot. streptos - grandinė) - ląstelės dalijasi vienoje plokštumoje ir nesiskiria, sudarydamos grandinę; stafilokokai (iš lot. staphyle – kekė) – ląstelės dalijasi skirtingose plokštumose, suformuodamos grupes vynuogių kekės pavidalu; tetrakokai (iš lot. tetra – keturi) – ląstelės dalijasi dviejose viena kitai statmenose plokštumose ir išsidėsčiusios į keturias; sarcins (iš lot. sarcio - jungti) - ląstelės yra padalintos į tris viena kitai statmenas plokštumas ir yra išdėstytos ryšulių arba paketų pavidalu po 8 arba 16 ląstelių.
Cocci yra plačiai paplitę aplinkoje, taip pat tarp žmonių ir gyvūnų. Beveik visose kokų grupėse, išskyrus mikrokokus, tetrakokus ir sarkinus, yra patogenų užkrečiamos ligos.
strypo formos formos vadinamos bakterijomis. Jų vidutiniai matmenys yra nuo 1 iki 6 mikronų ilgio ir nuo 0,5 iki 2 mikronų storio.
Bakterijos skiriasi išvaizda: jų galai gali būti suapvalinti (E. coli), nupjauti (patogenas juodligė), smailus (maro sukėlėjas) arba sustorėjęs (difterijos sukėlėjas). Pasidalijus bakterijos gali išsidėstyti poromis – diplobakterijos (Klebsiella), grandine (judligės sukėlėjas), kartais viena kitai kampu arba skersai (difterijos sukėlėjas). Dauguma bakterijų pasiskirsto atsitiktinai.
Tarp bakterijų yra lenktų formų - vibrios (choleros sukėlėjas).
Susuktos formos apima spirilę ir spirochetas. Jų ląstelės forma primena spiralę. Dauguma spirilių nesukelia ligų.
Bakterinės ląstelės struktūra
Bakterinės ląstelės struktūrai tirti kartu su šviesos mikroskopu naudojami elektroniniai mikroskopiniai ir mikrocheminiai tyrimai, siekiant nustatyti bakterinės ląstelės ultrastruktūrą.
Bakterijos ląstelė (5 pav.) susideda iš šių dalių: trisluoksnės membranos, citoplazmos su įvairiais intarpais ir branduolinės medžiagos (nukleoido). Papildomi struktūriniai dariniai yra kapsulės, sporos, žvyneliai, piliai.
apvalkalas Ląstelė susideda iš išorinio gleivinės sluoksnio, ląstelės sienelės ir citoplazminė membrana.
Gleivinis kapsulinis sluoksnis yra už ląstelės ribų ir atlieka apsauginę funkciją.
Ląstelės sienelė yra vienas pagrindinių ląstelės struktūrinių elementų, išlaikančių jos formą ir skiriantis ląstelę nuo aplinką. Svarbus turtas Ląstelės sienelė yra selektyvus pralaidumas, užtikrinantis būtinų maistinių medžiagų (aminorūgščių, angliavandenių ir kt.) prasiskverbimą į ląstelę ir medžiagų apykaitos produktų pašalinimą iš ląstelės. Ląstelės sienelė palaiko pastovų osmosinį slėgį ląstelės viduje. Sienos tvirtumo suteikia mureinas – polisacharidinio pobūdžio medžiaga. Kai kurios medžiagos ardo ląstelės sienelę, pavyzdžiui, lizocimas.
Bakterijos, kuriose visiškai nėra ląstelės sienelės, vadinamos protoplastais. Jie išlaiko gebėjimą kvėpuoti, dalytis, sintetinti fermentus; išorinių veiksnių įtaka: mechaniniai pažeidimai, osmosinis slėgis, aeracija ir kt. Protoplastai gali būti išsaugoti tik hipertoniniuose tirpaluose.
Bakterijos su iš dalies sunaikintomis ląstelių sienelėmis vadinamos sferoplastais. Jei ląstelės sienelės sintezės procesą slopinate penicilinu, susidaro L formos, kurios visų tipų bakterijose yra sferinės didelės ir mažos ląstelės su vakuolėmis.
Citoplazminė membrana tvirtai prilimpa prie ląstelės sienelės viduje. Jis yra labai plonas (8-10 nm) ir susideda iš baltymų ir fosfolipidų. Tai pusiau pralaidus ribinis sluoksnis, per kurį ląstelė maitinama. Membranoje yra permeazės fermentų, kurie atlieka aktyvų medžiagų transportavimą, ir kvėpavimo fermentų. Citoplazminė membrana sudaro mezosomas, kurios dalyvauja ląstelių dalijimuisi. Kai ląstelė dedama į hipertoninį tirpalą, membrana gali atsiskirti nuo ląstelės sienelės.
Citoplazma- bakterinės ląstelės vidus. Tai koloidinė sistema, susidedanti iš vandens, baltymų, angliavandenių, lipidų, įvairių mineralinės druskos. Citoplazmos cheminė sudėtis ir konsistencija kinta priklausomai nuo ląstelės amžiaus ir aplinkos sąlygų. Citoplazmoje yra branduolinė medžiaga, ribosomos ir įvairūs intarpai.
Nukleoidas, ląstelės branduolinė medžiaga, jos paveldimas aparatas. Prokariotų branduolinė medžiaga, skirtingai nei eukariotai, neturi savo membranos. Brandžios ląstelės nukleoidas yra dviguba DNR grandinė, susukta į žiedą. DNR molekulė koduoja ląstelės genetinę informaciją. Pagal genetinę terminologiją branduolinė medžiaga vadinama genoforu arba genomu.
Ribosomos yra ląstelės citoplazmoje ir atlieka baltymų sintezės funkciją. Ribosomoje yra 60% RNR ir 40% baltymų. Ribosomų skaičius ląstelėje siekia 10 000. Susijungusios kartu, ribosomos sudaro polisomas.
Inkliuzai - granulės, kuriose yra įvairių atsarginių maistinių medžiagų: krakmolas, glikogenas, riebalai, volutinas. Jie yra citoplazmoje.
Bakterijų ląstelės gyvybės procese suformuoja apsauginius organelius – kapsules ir sporas.
Kapsulė- išorinis sutankintas gleivinis sluoksnis, esantis greta ląstelės sienelės. Tai apsauginis organas, atsirandantis kai kuriose bakterijose, kai jos patenka į žmonių ir gyvūnų organizmą. Kapsulė apsaugo mikroorganizmą nuo apsauginių organizmo faktorių (plaučių uždegimo ir juodligės sukėlėjų). Kai kurie mikroorganizmai turi nuolatinę kapsulę (Klebsiella).
ginčų randama tik lazdelės formos bakterijose. Jie susidaro mikroorganizmui patekus į nepalankias sąlygas. išorinė aplinka(veiksmas aukšta temperatūra, išdžiūvimas, pH pokytis, maistinių medžiagų kiekio terpėje sumažėjimas ir kt.). Sporos yra bakterijos ląstelės viduje ir yra suspausta citoplazmos sritis su nukleoidu, apsirengusiu savo tankus apvalkalas. Autorius cheminė sudėtis jie skiriasi nuo vegetatyvinių ląstelių nedideliu kiekiu vandens, padidėjusiu lipidų ir kalcio druskų kiekiu, kuris prisideda prie didelio sporų atsparumo. Sporuliacija įvyksta per 18-20 valandų; mikroorganizmui patekus į palankias sąlygas, sporos per 4-5 valandas išdygsta į vegetatyvinę formą. Bakterijos ląstelėje susidaro tik viena spora, todėl sporos nėra dauginimosi organai, o tarnauja išgyventi nepalankiomis sąlygomis.
sporas formuojantis aerobinės bakterijos vadinamos bacilomis, o anaerobinėmis – klostridijomis.
Sporos skiriasi forma, dydžiu ir vieta ląstelėje. Jie gali būti išdėstyti centre, po galais ir galinėje dalyje (6 pav.). Juodligės sukėlėjo sporos yra centre, jos dydis neviršija ląstelės skersmens. Botulizmo sukėlėjo sporos yra arčiau ląstelės galo – po galais ir viršija ląstelės plotį. Stabligės sukėlėjo ląstelės gale yra suapvalinta spora - galutinai ir žymiai viršija ląstelės plotį.
Flagella- judėjimo organai, būdingi lazdelės formos bakterijoms. Tai plonos siūlinės fibrilės, susidedančios iš baltymo – flagelino. Jų ilgis gerokai viršija bakterinės ląstelės ilgį. Flagela tęsiasi nuo bazinio kūno, esančio citoplazmoje, ir išeina į ląstelės paviršių. Jų buvimą galima nustatyti nustatant ląstelių mobilumą mikroskopu, pusiau skystoje maistinėje terpėje arba dažant specialiais metodais. Žievelių ultrastruktūra buvo tiriama naudojant elektroninį mikroskopą. Pagal žvynelių išsidėstymą bakterijos skirstomos į grupes (žr. 6 pav.): monotrichines – su vienu žvyneliais (choleros sukėlėjas); amfitrichas – su ryšuliais arba pavieniais žiuželiais abiejuose ląstelės galuose (spirilė); lophotrichous - su žiuželių ryšuliu viename ląstelės gale (išmatų šarminis formuotojas); peritrichozės - žvyneliai yra visame ląstelės paviršiuje ( žarnyno bakterijos). Bakterijų judėjimo greitis priklauso nuo žvynelių skaičiaus ir vietos (aktyviausios yra monotrichinės), nuo bakterijų amžiaus ir aplinkos veiksnių įtakos.
Pili arba fimbriae- gaureliai, esantys bakterijų ląstelių paviršiuje. Jie yra trumpesni ir plonesni nei žvyneliai, taip pat turi spiralinę struktūrą. Susideda geriant iš baltymų – pilino. Vieni piliai (jų yra keli šimtai) skirti bakterijoms pritvirtinti prie gyvūnų ir žmogaus ląstelių, o kiti (pavieniai) yra susiję su genetinės medžiagos perkėlimu iš ląstelės į ląstelę.
Mikoplazmos
Mikoplazmos yra ląstelės, kurios neturi ląstelės sienelės, bet yra apsuptos trijų sluoksnių lipoproteinų citoplazminės membranos. Mikoplazmos gali būti sferinės, ovalo formos, siūlų ir žvaigždžių pavidalu. Mikoplazmos pagal Bergi klasifikaciją išskiriamos atskira grupė. Šiuo metu šie mikroorganizmai sulaukia vis didesnio dėmesio kaip uždegiminių ligų sukėlėjai. Jų dydžiai skirtingi: nuo kelių mikrometrų iki 125-150 nm. Mažos mikoplazmos praeina per bakterijų filtrus ir vadinamos filtruojamomis formomis.
Spirochetes
Spirochetai (žr. 52 pav.) (iš lot. speira – lenkimas, chaite – plaukai) – ploni, vingiuoti, judrūs vienaląsčiai organizmai, kurių ilgis nuo 5 iki 500 mikronų, o plotis – 0,3-0,75 mikronų. Paprasčiausiai jie yra susiję judėjimo būdu, sutrumpinant vidinį ašinį sriegį, susidedantį iš pluoštų pluošto. Spirochetų judėjimo pobūdis yra skirtingas: transliacinis, sukamasis, lenkiamasis, banguotas. Likusi ląstelių struktūra būdinga bakterijoms. Kai kurios spirochetos silpnai nusidažo anilino dažais. Spirochetai skirstomi į gentis pagal siūlų garbanų skaičių ir formą bei jo galą. Be saprofitinių formų, paplitusių gamtoje ir žmogaus organizme, tarp spirochetų yra ir patogenų – sifilio ir kitų ligų sukėlėjų.
Riketsija
Virusai
Tarp virusų išskiriama fagų grupė (iš lot. phagos – ryjantys), sukeliantys mikroorganizmų ląstelių lizę (sunaikinimą). Išlaikydami virusams būdingas savybes ir sudėtį, fagai skiriasi viriono struktūra (žr. 8 skyrių). Jie nesukelia žmonių ir gyvūnų ligų.
Kontroliniai klausimai
1. Papasakokite apie mikroorganizmų klasifikaciją.
2. Kokios yra pagrindinės prokariotų karalystės atstovų savybės.
3. Išvardykite ir apibūdinkite pagrindines bakterijų formas.
4. Įvardykite pagrindines ląstelės organeles ir jų paskirtį.
5. Trumpai apibūdinkite pagrindines bakterijų ir virusų grupes.
Mikroorganizmų morfologijos tyrimas
Mikroorganizmų morfologijai tirti naudojamas mikroskopinis tyrimo metodas. Svarbi sąlyga sėkmingas naudojimasšis metodas yra tinkamas maisto gaminimas tepinėlis iš tiriamosios medžiagos arba bakterijų kultūros. Kultūra reiškia mikroorganizmus, auginamus maistinėse terpėse laboratorijoje.
Tepinėlio paruošimo technika
Darbui būtina turėti švarius ir neriebius stiklinius stiklelius ir dangtelius. Naujos stiklinės 15-20 minučių verdamos 2-5% sodos tirpale arba muiluotame vandenyje, nuplaunamos vandeniu ir dedamos į silpną druskos rūgštį, po to kruopščiai nuplaunamos vandeniu.
Naudotus ir dažais arba imersine alyva užterštos stiklinės gali būti apdorojamos dviem būdais: 1) 2 valandoms panardinti į koncentruotą. sieros rūgšties arba chromo mišiniu, o tada kruopščiai nuplaukite; 2) virti 30-40 minučių 5% sodos arba šarmo tirpale. Neapdorotą stiklą galima nuriebalinti įtrinant jį muilu ir nuvalius sausu skudurėliu.
Dėmesio! Jei stiklas gerai nuriebalintas, vandens lašas ant jo pasiskirsto tolygiai, nesuskaidydamas į mažus lašelius.
Stiklai laikomi induose su šlifuotais kamščiais Nikiforovo mišinyje (vienodai tūriai alkoholio ir eterio) arba 96% spirite. Stiklo tirpalai pašalinami pincetu.
Dėmesio! Eksploatacijos metu stiklas pirštais laikomas už kraštų.
Medžiaga tyrimams ant stiklinio stiklelio uždedama bakterine kilpele, adata arba Pasteur pipete. Dažniausiai naudojama bakterinė kilpa (7 pav.), pagaminta iš platininio arba nichrominio 5-6 cm ilgio siūlų, kilpa tvirtinama kilpos laikiklyje arba įlituojama į stiklinį strypą. Vielos galas sulenktas 1 × 1,5 arba 2 × 3 µm dydžio žiedo pavidalu.
Dėmesio! Tinkamai paruošta kilpa, panardinta į vandenį ir iš ten ištraukta, išlaiko vandens plėvelę.
Prieš ruošiant tepinėlį, darbinė kilpos dalis sudeginama degiklio liepsnoje vertikali padėtis: pirmiausia pati kilpa, o tada metalinis strypas. Ši manipuliacija atliekama pasibaigus sėjai.
Kultūros, išaugintos skystoje maistinėje terpėje, tepinėlio ruošimas. Stiklinis stiklelis be riebalų sudeginamas degiklio liepsnoje ir atšaldomas. Ant stovo (Petri lėkštelės, trikojo) užtepama kultūra. Kultūros vamzdelis laikomas didelis ir rodomieji pirštai kairiarankis. Kilpa laikoma dešinėje rankoje. Neatleisdamas kilpos, mažasis pirštas dešinė ranka prispauskite kamštį prie delno ir atsargiai išimkite jį iš mėgintuvėlio. Judesiai turi būti sklandūs ir ramūs. Vamzdžio gerklė sudeginama degiklio liepsnoje. Įkiškite kilpą į mėgintuvėlį. Atvėsinkite kilpą prie vamzdelio sienelės ir panardinkite į kultūrą. Nuimkite kilpą neliesdami vamzdžio sienelių. Uždarykite kištuką, perleidę jį per degiklio liepsną. Įdėkite mėgintuvėlį į trikojį. Kultūra uždedama kilpa ant stiklelio, sukamaisiais judesiais paskirstydami jį tolygiai. Tada kilpa sudeginama degiklio liepsnoje. Tepinėlis paliekamas išdžiūti.
Dėmesio! Tepinėlis turi būti tolygiai paskirstytas, plonas ir nedidelis (maždaug dviejų kapeikų monetos dydžio).
Kietoje maistinėje terpėje užaugintos kultūros tepinėlio paruošimas. Ant paruošto stiklelio su Pasteur pipete arba kilpele užlašinamas lašelis izotoninio natrio chlorido tirpalo (0,9%). Kultūra atsargiai ištraukiama kilpa iš agaro mėgintuvėlyje arba Petri lėkštelėje ir emulsuojama lašeliu ant stiklo. Paruoštas tepinėlis turi būti vienodas ir nestoras. Jai išdžiūvus, ant stiklelio lieka nežymi danga.
Tepinėlio iš pūlių ar skreplių paruošimas. Medžiaga paimama sterilia pipete arba kilpa ir uždedama ant stiklelio vidurio. Pirmą stiklelį uždenkite antruoju stikleliu, kad trečdalis pirmosios ir antrosios stiklelių liktų laisvos. Akiniai stumdomi pastangomis. Paimkite du didelius tamponus.
Kraujo tepinėlio ruošimas. Kraujo lašas užlašinamas ant stiklelio trečdalio atstumu nuo kairiojo krašto. Tada specialiai poliruoto stiklo kraštas, pakreiptas 45° kampu, paliečiamas kraujo lašeliu. Prispaudę poliruotą stiklą prie objekto, jie juda jį į priekį. Tinkamai paruoštas tepinėlis turi gelsvos spalvos ir šviečia kiaurai.
lavonų vidaus organų tepinėlių-atspaudų ruošimas ir kietos konsistencijos maisto produktai. organo paviršius arba maisto produktas karštu skalpeliu įkaitinamas ir iš šios vietos išpjaunamas medžiagos gabalas. Šis gabalas atsargiai suimamas pincetu, o pjaunamas paviršius dviejose ar trijose vietose priliečiamas prie stiklinės stiklelio, padarant potėpių-atspaudų seriją.
Tepinio džiovinimas
Tepinėlis džiovinamas ore esant kambario temperatūra. Jei reikia, jį galima džiovinti šalia degiklio liepsnos, laikant stiklą viduje horizontali padėtis per kraštus nykščiu ir smiliumi perbraukite aukštyn.
Dėmesio! Esant aukštai temperatūrai, gali būti pažeista ląstelių struktūra.
Tepinėlio fiksavimas
Tepinėliai fiksuojami po visiško džiovinimo, siekiant: 1) fiksuoti mikroorganizmus ant stiklo; 2) neutralizuoti medžiagą; 3) žuvę mikroorganizmai geriau suvokia spalvą. Fiksuotas tamponas vadinamas preparatu.
fiksavimo metodai. 1. Fizinis – degiklio liepsnoje: stiklinė paimama pincetu arba nykščiu ir smiliumi ir perbraukiama tris kartus viršutinė dalis degiklio liepsna 6 s.
2. Cheminė medžiaga – skystyje: ląstelių elementai tepinėliuose nuo kraujo ir tepinėliuose-atspaudai veikiant aukštai temperatūrai sunaikinami, todėl jie apdorojami vienu iš fiksuojamųjų skysčių: a) metilo alkoholiu - 5 min; b) etilo alkoholis- 10 min; c) Nikiforovo mišinys - 10-15 minučių; d) acetonas - 5 min.; e) rūgšties ir formalino garai – kelias sekundes.
Dažymo preparatai
Po fiksavimo pradedamas preparato dažymas.
Preparatai dažomi ant specialiai įrengto stalo, padengto linoleumu, plastiku, stiklu ir kt. Ant stalo reikalingas indas su distiliuotu vandeniu; stovas iš dviejų vamzdelių arba pagaliukų, sujungtų guminiais vamzdeliais iš abiejų pusių (preparatams dėti); pincetai, cilindrai, pipetės, filtravimo popierius, dažų rinkinys, indas jiems nusausinti. Dažymo stalas turi būti šalia vandens čiaupo.
Mikroorganizmų ir dažiklių santykis vadinamas jų tinktūrinėmis savybėmis. Anilino dažai plačiai naudojami mikrobiologijoje. Dauguma mikroorganizmų geriau suvokia pagrindinius dažus.
Dažniausiai naudojami šie dažai: raudona (bazinė purpurinė, rūgščioji purpurinė, Kongo raudona, neutrali raudona); mėlyna (metilenas ir toluidinas); violetinė (gencijono, metilo, kristalinė); rudai geltona (vesuvin, chrizoidin); žalia (deimantas, malachitas).
Visi dažai gaminami amorfinių arba kristalinių miltelių pavidalu. Iš jų ruošiami sočiųjų alkoholio ir fenolio tirpalai, o vėliau darbui naudojami vandens-alkoholio arba vandens-fenolio dažų tirpalai. Jei dažymui naudojami koncentruoti dažų tirpalai, tada preparatas iš anksto padengiamas filtravimo popieriumi, ant kurio užtepami dažai. Tokiu atveju ant popieriaus lieka dažų gabalėliai.
Dėmesio! Dažų lašelis užlašinamas pipete taip, kad jis padengtų visą preparatą.
Dažų receptai
1. Sočiųjų alkoholio tirpalai (pradiniai):
Dažiklis - 1 g alkoholio 96% - 10 ml
Mišinys kelias dienas dedamas į termostatą, kol visiškai ištirps. Kasdien purtyti. Laikyti buteliuose su šlifuotais kamščiais.
2. Carbol fuchsin Ziel (rūgščiai atsparių mikroorganizmų, sporų ir kapsulių dažymui):
Bazinio fuksino prisotintas alkoholio tirpalas - 10 ml karbolio rūgšties tirpalo 5% - 90 ml
Dėmesio! Karbolio rūgštis pilama į dažus, o ne atvirkščiai.
Mišinys stipriai purtomas keletą minučių, filtruojamas ir supilamas į buteliuką laikymui.
3. Pfeiffer rausvai raudona (Gramo beicavimui ir paprastam beicavimo būdui):
Fuchsina Tsilya - 1 ml distiliuoto vandens - 9 ml
Dažai paruošiami prieš pat naudojimą.
4. Karbolinė gencijonų violetinė (Gramo dėmėms):
prisotintas alkoholio tirpalas
gencijonų violetinė - 10 ml
karbolio rūgštis 5% - 100 ml
Tirpalai sumaišomi ir filtruojami per filtravimo popierių.
5. Lugolio tirpalas (Gramo dažymui ir krakmolo reagentui):
Kalio jodidas - 2 g kristalinio jodo - 1 g distiliuoto vandens - 10 ml
Mišinys supilamas į matinio stiklo butelį, gerai užkimštas ir parai dedamas į termostatą, tada įpilama 300 ml distiliuoto vandens.
6. Šarminis tirpalas metileno mėlynasis Leffleris:
Prisotintas metileno mėlynojo alkoholio tirpalas - 30 ml kalio hidroksido tirpalo 1% - 1 ml distiliuoto vandens - 100 ml
7. Popieriai pagal Sinevą (dažymui pagal gramą):
1% alkoholio tirpalas krištolinis violetinis
Filtravimo popieriaus juostelės mirkomos tirpale ir išdžiovinamos.
Dažymo metodai skirstomi į orientacinius (paprastus) ir diferencinius (sudėtingus), atskleidžiančius bakterinės ląstelės chemines ir struktūrines ypatybes.
Lengvas dažymo būdas
Vaistas dedamas ant stovo dažymui, tiriamoji medžiaga aukštyn. Ant jo pipete užtepamas dažų tirpalas. Praėjus nurodytam laikui, dažai atsargiai nusausinami, preparatas nuplaunamas vandeniu ir išdžiovinamas filtravimo popieriumi. At paprastas metodas naudojamas vienas dažiklis. Metileno mėlynasis ir šarminis mėlynasis Leffler dažo preparatą 3-5 minutes, Pfeiffer fuchsin - 1-2 minutes (žr. 4 pav.).
Ant beicuoto ir išdžiovinto preparato užlašinamas lašas imersinio aliejaus ir
Sudėtingi dažymo metodai
Gramo dėmė ( bendrinis metodas) . Dažniausias diferencinio dažymo būdas yra Gramo dažymas.
Priklausomai nuo dažymo rezultatų, visi mikroorganizmai skirstomi į dvi grupes – gramteigiamus ir gramneigiamus.
Gramteigiamų bakterijų ląstelės sienelėje yra RNR magnio druska, kuri sudaro sudėtingą junginį su jodu ir pagrindiniu dažikliu (gencijonu, metilu arba kristaliniu violetiniu). Šis kompleksas nesunaikinamas veikiant alkoholiui, o bakterijos išlaiko purpurinę spalvą.
Gramneigiamos bakterijos negali išlaikyti pagrindinio dažiklio, nes jose nėra RNR magnio druskos. Veikiant alkoholiui, dažai išplaunami, ląstelės pasikeičia ir nudažomos papildomu dažikliu (rausvai raudona).
1. Ant preparato pagal Sinevą užtepamas popieriaus lapelis ir užlašinami keli vandens lašai arba gencijonų violetinės spalvos tirpalas. Dėmė 1-2 min. Nuimkite popierių arba nusausinkite dažus.
2. Neplaunant vandeniu, Lugolio tirpalas tepamas, kol pajuoduoja (1 min.), tada dažai nupilami.
3. Neplaunant vandeniu, užtepama 96% alkoholio, kol dažai pasišalina (30-60 s). Vaistą galite supilti į stiklinę alkoholio 1-2 sekundes.
4. Preparatą nuplaukite vandeniu.
5. Dažyta Pfeiffer purpurine spalva 3 minutes, nuplaunama vandeniu ir išdžiovinta.
Mikroskopiškai naudojant panardinimo sistemą.
Ziehl-Nielsen beicas (rūgštims atsparioms bakterijoms). Šis metodas naudojamas tuberkuliozės ir raupsų bakterijoms, turinčioms ląstelių membranas, aptikti didelis skaičius lipidai, vaškai ir hidroksi rūgštys. Bakterijos yra atsparios rūgštims, šarmams ir alkoholiui. Siekiant padidinti ląstelės sienelės pralaidumą, pirmasis dažymo etapas atliekamas kaitinant.
1. Fiksuotas preparatas padengiamas filtravimo popieriumi ir užtepamas Zielio fuksinas. Laikant stiklą pincetu, preparatas kaitinamas virš degiklio liepsnos, kol išgaruoja. Įpilkite naują dažų dalį ir pakaitinkite dar 2 kartus. Po aušinimo popierius nuimamas ir preparatas nuplaunamas vandeniu.
2. Vaistas nuspalvinamas 5% sieros rūgšties tirpalu, 2-3 kartus panardinamas į tirpalą arba užpilamas rūgštimi ant stiklo, po to kelis kartus plaunamas vandeniu.
3. Dažoma metileno mėlynojo vandens-alkoholio tirpalu 3-5 minutes, perplaunama vandeniu ir išdžiovinama.
Mikroskopiškai naudojant panardinimo sistemą.
Rūgštims atsparios bakterijos nusidažo raudonai, likusios – mėlynai (žr. 4 pav.).
Dažymas pagal Orzeszko (sporų identifikavimas). 1. Keli lašai 0,5% druskos rūgšties tirpalo užpilami ant ore išdžiovinto tepinėlio ir kaitinami, kol susidarys garai. Vaistas išdžiovinamas ir fiksuojamas ant ugnies.
2. Beicuota pagal Ziehl-Nielsen metodą. Rūgštims atsparios sporos nusidažo rausvai raudonai, o bakterijų ląstelė nusidažo mėlynai (žr. 4 pav.).
Burri-Ginsu dėmė (kapsulės aptikimas). Šis metodas vadinamas neigiamu, nes vaisto fonas ir bakterinė ląstelė yra nudažyti, o kapsulė lieka nenuspalvinta.
1. Ant stiklelio užlašinamas 10 kartų atskiesto juodo rašalo lašas. Jie prideda šiek tiek kultūros. Šlifavimo stiklo krašteliu padaromas tepinėlis, kaip ir kraujo tepinėlis, ir išdžiovinamas.
2. Pataisyti cheminėmis priemonėmis alkoholis arba sublimuotas. Kruopščiai nuplaukite vandeniu.
3. Dažykite Pfeiffer purpurine spalva 3-5 minutes. Kruopščiai nuplaukite ir išdžiovinkite ore.
Dėmesio! Nenaudokite filtravimo popieriaus, kad nesugadintumėte preparato.
Mikroskopiškai naudojant panardinimo sistemą. Vaisto fonas juodas, ląstelės raudonos, kapsulės nedažytos (žr. 4 pav.).
Svarbus mikroorganizmų dažymas
Norint ištirti gyvą kultūrą, metileno mėlynasis ir kiti dažikliai dažniausiai naudojami dideliais atskiedimais (1:10 000). Lašas tiriamosios medžiagos sumaišomas ant stiklelio su lašeliu dažų ir uždengiamas dengiamuoju stikleliu. Mikroskopiškai su 40x objektyvu.
Mikroorganizmų mobilumo tyrimas
Tyrimams bakterijų kultūra, išauginta skystoje maistinėje terpėje, arba bakterijų suspensija izotoninis tirpalas natrio chloridas.
susmulkinto lašo metodas. Lašelį kultūros uždėkite ant stiklelio ir uždenkite dengiamuoju stikleliu. Kad nesusidarytų oro burbuliukai, dengiamoji plokštelė su briauna priartinama prie lašo krašto ir smarkiai nuleidžiama. Siekiant apsaugoti vaistą nuo išdžiūvimo, jis dedamas į drėgną kamerą.
Drėgna kamera yra Petri lėkštelė su drėgnu filtravimo popieriumi apačioje. Ant popieriaus dedami du degtukai ir ant jų uždedamas vaistas. Puodelis uždaromas dangteliu.
Mikroskopinis 40 kartų padidinus objektyvą tamsiame lauke (žr. 2 skyrių).
pakabinamas lašo metodas(8 pav.). Norėdami paruošti vaistą, jums reikia stiklinės su skylute, dengiamuoju stikleliu ir vazelinu. Skylės kraštai padengti plonu vazelino sluoksniu.
Ant dengiamojo stiklelio užlašinamas kultūros lašelis. Tada atsargiai uždenkite dangtelį stikline su skylute, kad lašas būtų centre. Lipnios skaidrės greitai apverčiamos dengiamuoju stikleliu į viršų. Lašas yra hermetiškoje kameroje ir laikomas ilgam laikui. Mikroskopuojant pirmiausia, esant mažam padidinimui (8×), randamas lašo kraštas, o tada preparatas tiriamas dideliu padidinimu.
Kontroliniai klausimai
1. Kaip paruošti bakterinę kilpą?
2. Įvardykite tepinėlių fiksavimo tikslus ir būdus.
3. Pavadinkite pagrindinius dažus.
4. Kokiais metodais tiriamas mikroorganizmų judrumas?
Pratimas
1. Imk baigti pasiruošimai, išstudijuokite juos ir nubrėžkite pagrindines mikroorganizmų formas.
2. Paruoškite tamponus iš skirtinga medžiaga(kultūros, pūliai, kraujas, tepinėliai-įspaudai).
3. Beicų preparatai sudėtingi metodai(pagal Gramą, Tsil - Nielseną, Ožešką, Burri - Guinsą).
bakterijos- tai labai paprasta forma augalų gyvybė, susidedanti iš vienos gyvos ląstelės. Dauginimasis vyksta ląstelių dalijimosi būdu. Pasiekus brandą bakterija padalintas į dvi lygios ląstelės. Savo ruožtu kiekviena iš šių ląstelių pasiekia brandą ir taip pat dalijasi į dvi lygias ląsteles. IN idealios sąlygos bakterija pasiekia brandos būseną ir dauginasi greičiau nei per 20–30 minučių. Esant tokiam dauginimosi greičiui, viena bakterija teoriškai galėtų pagimdyti 34 trilijonus palikuonių per 24 valandas! Laimei, gyvenimo ciklas bakterijos yra gana trumpos ir trunka nuo kelių minučių iki kelių valandų. Todėl net idealiomis sąlygomis jie negali daugintis tokiu greičiu.augimo tempas ir bakterijų dauginimasis ir kiti mikroorganizmai priklauso nuo aplinkos sąlygų. Temperatūra, šviesa, deguonis, drėgmė ir pH (rūgštingumas arba šarmingumas) kartu su maisto prieinamumu turi įtakos bakterijų augimo greičiui. Iš jų temperatūra ypač domina technikus ir inžinierius. Kiekvienai bakterijų veislei yra nustatyta minimali temperatūra, kurioje jos gali augti. Esant žemesnei nei šios ribos temperatūrai, bakterijos žiemoja ir negali daugintis. Kiekvienam lygiai tas pats bakterijų veislių yra maksimali temperatūros riba. Kai temperatūra viršija šią ribą, bakterijos sunaikinamos. Tarp šių ribų yra optimali temperatūra, kurioje bakterijos dauginasi maksimaliu greičiu. Optimali temperatūra daugumai bakterijų, kurios minta gyvūnų išmatomis ir negyvais gyvūnų bei augalų audiniais (saprofitais), nuo 24 iki 30°C. Daugumos bakterijų, sukeliančių šeimininko infekcijas ir ligas (patogeninės bakterijos), optimali temperatūra yra apie 38°C. Daugeliu atvejų galima gerokai sumažinti bakterijų augimo greitis jei aplinkos temperatūra yra sumažinta. Galiausiai, yra keletas bakterijų veislių, kurios geriausiai klesti vandens temperatūroje, o kitos – užšalimo temperatūroje.
Papildymas prie aukščiau pateikto
Kilmė, evoliucija, vieta gyvybės Žemėje raidoje
Bakterijos kartu su archėjomis buvo vieni pirmųjų gyvų organizmų Žemėje, atsiradę maždaug prieš 3,9–3,5 mlrd. Evoliuciniai ryšiai tarp šių grupių dar nėra iki galo ištirti, yra bent trys pagrindinės hipotezės: N. Pace'as teigia, kad jos turi bendrą protobakterijų protėvį, Zavarzinas mano, kad archėjos yra aklavietės eubakterijų evoliucijos atšaka, įvaldžiusi ekstremalias. buveinės; galiausiai, pagal trečiąją hipotezę, archėjos yra pirmieji gyvi organizmai, iš kurių atsirado bakterijos.Eukariotai atsirado dėl simbiogenezės iš bakterijų ląstelių daug vėliau: maždaug prieš 1,9–1,3 milijardo metų. Bakterijų evoliucijai būdingas ryškus fiziologinis ir biocheminis šališkumas: dėl santykinio gyvybės formų skurdo ir primityvios struktūros jos įvaldė beveik viską, kas dabar žinoma. biocheminiai procesai. Prokariotinė biosfera jau turėjo visus šiuo metu egzistuojančius medžiagų transformacijos būdus. Eukariotai, prasiskverbę į jį, pakeitė tik kiekybinius savo veikimo aspektus, bet ne kokybinius, daugelyje elementų etapų bakterijos vis dar išlaiko monopolinę padėtį.
Viena iš seniausių bakterijų yra melsvadumbliai. Prieš 3,5 milijardo metų susidariusiose uolienose aptikti jų gyvybinės veiklos produktai – stromatolitai, neginčijami melsvabakterių egzistavimo įrodymai siekia 2,2–2,0 milijardus metų. Jų dėka atmosferoje pradėjo kauptis deguonis, kuris prieš 2 milijardus metų pasiekė koncentraciją, pakankamą aerobiniam kvėpavimui pradėti. Šiam laikui priklauso dariniai, būdingi būtinai aerobiniam Metallogeniui.
Deguonies atsiradimas atmosferoje padarė rimtą smūgį anaerobinėms bakterijoms. Jie arba išmiršta, arba patenka į lokaliai išsaugotas anoksines zonas. Šiuo metu sumažėja bendra bakterijų rūšių įvairovė.
Daroma prielaida, kad dėl lytinio proceso nebuvimo bakterijų evoliucija vyksta visiškai kitokiu mechanizmu nei eukariotų. Nuolatinis horizontalus genų perkėlimas sukelia dviprasmybių evoliucinių santykių paveiksle, evoliucija vyksta labai lėtai (ir, galbūt, atsiradus eukariotams, ji visiškai sustojo), tačiau besikeičiančiomis sąlygomis vyksta greitas genų persiskirstymas tarp ląstelių, nepakitus. bendras genetinis fondas.
Struktūra
Didžioji dauguma bakterijų (išskyrus aktinomicetus ir siūlines cianobakterijas) yra vienaląstės. Pagal ląstelių formą jos gali būti apvalios (kokiai), lazdelės (bacilos, klostridijos, pseudomonados), vingiuotos (vibrijos, spirilės, spirochetos), rečiau – žvaigždinės, tetraedrinės, kubinės, C arba O- formos. Forma lemia tokius bakterijų gebėjimus kaip prisirišimas prie paviršiaus, mobilumas, maistinių medžiagų įsisavinimas. Pavyzdžiui, buvo pastebėta, kad oligotrofai, ty bakterijos, kurių aplinkoje yra mažai maistinių medžiagų, linkusios padidinti paviršiaus ir tūrio santykį, pavyzdžiui, susidarant ataugoms (vadinamiesiems prostek). ).Iš privalomų ląstelių struktūros atskirti tris:
- nukleoidas
- ribosomos
- citoplazminė membrana (CPM)
Protoplasto struktūra
CPM riboja ląstelės (citoplazmos) turinį iš išorinės aplinkos. Vienalytė citoplazmos frakcija, kurioje yra tirpios RNR, baltymų, medžiagų apykaitos reakcijų produktų ir substratų rinkinys, vadinama citozoliu. Kitą citoplazmos dalį atstovauja įvairūs struktūriniai elementai.Vienas iš pagrindinių skirtumų tarp bakterinės ląstelės ir eukariotinės ląstelės yra branduolinės membranos nebuvimas ir, griežtai tariant, jokių intracitoplazminių membranų, kurios nėra CPM dariniai, nebuvimas. Tačiau skirtingos grupės prokariotai (ypač dažnai gramteigiamose bakterijose) turi vietinius CPM išsikišimus – mezosomas, kurios ląstelėje atlieka įvairias funkcijas ir padalija ją į funkciškai skirtingas dalis. Daugelis fotosintetinių bakterijų turi išvystytą CPM fotosintezės membranų tinklą. Violetinėse bakterijose jie išlaikė ryšį su CPM, kuris lengvai aptinkamas toliau pateiktuose skyriuose elektroninis mikroskopas, cianobakterijose šį ryšį sunku aptikti arba jis prarandamas evoliucijos eigoje. Priklausomai nuo kultūros sąlygų ir amžiaus, fotosintetinės membranos sudaro įvairias struktūras – pūsleles, chromatoforus, tilakoidus.
Visa bakterijų gyvybei reikalinga genetinė informacija yra vienoje DNR (bakterijų chromosomoje), dažniausiai kovalentiškai uždaro žiedo pavidalu (linijinės chromosomos randamos Streptomyces ir Borrelia). Jis yra prijungtas prie CPM viename taške ir dedamas į struktūrą, kuri yra izoliuota, bet neatskiriama membrana nuo citoplazmos, ir vadinama nukleoidu. Išskleista DNR yra ilgesnė nei 1 mm. Bakterijų chromosoma paprastai pateikiama viena kopija, tai yra, beveik visi prokariotai yra haploidiniai, nors tam tikromis sąlygomis vienoje ląstelėje gali būti kelios chromosomos kopijos, o Burkholderia cepacia turi tris skirtingas žiedo chromosomas (3,6; 3,2 ir 1,1 mln. ilgio). ). bazinės poros). Prokariotų ribosomos taip pat skiriasi nuo eukariotų ir jų nusėdimo konstanta yra 70 S (80 S eukariotuose).
Be šių struktūrų, citoplazmoje galima rasti ir atsarginių medžiagų inkliuzų.
Ląstelių sienelių ir paviršiaus struktūros
Ląstelės sienelė yra svarbi konstrukcinis elementas bakterinė ląstelė, nors ir neprivaloma. Dirbtinai buvo gautos formos su iš dalies arba visiškai nebuvusia ląstelės sienele (L formos), kurios galėjo egzistuoti palankiomis sąlygomis, bet kartais prarado gebėjimą dalytis. Taip pat yra grupė natūralių bakterijų, kuriose nėra ląstelės sienelės – mikoplazmos.Bakterijose yra du pagrindiniai ląstelių sienelės struktūros tipai, būdingi gramteigiamoms ir gramneigiamoms rūšims.
Gramteigiamų bakterijų ląstelių sienelė yra vienalytis 20–80 nm storio sluoksnis, sudarytas daugiausia iš peptidoglikano su mažesniu kiekiu techo rūgščių ir nedideliu kiekiu polisacharidų, baltymų ir lipidų (vadinamasis lipopolisacharidas). Ląstelės sienelėje yra 1–6 nm skersmens poros, todėl ji pralaidi daugeliui molekulių.
Gramneigiamose bakterijose peptidoglikano sluoksnis nėra tvirtai prigludęs prie CPM ir yra tik 2–3 nm storio. Jį supa išorinė membrana, kuri, kaip taisyklė, yra nelygios, išlenktos formos. Tarp CPM, peptidoglikano sluoksnio ir išorinės membranos yra erdvė, vadinama periplazmine, ir užpildyta tirpalu, kuriame yra transportavimo baltymų ir fermentų.
Išorinėje ląstelės sienelės pusėje gali būti kapsulė – amorfinis sluoksnis, išlaikantis ryšį su sienele. Gleiviniai sluoksniai neturi ryšio su ląstele ir yra lengvai atskiriami, o apvalkalai nėra amorfiniai, bet turi smulkią struktūrą. Tačiau tarp šių trijų idealizuotų atvejų yra daug pereinamųjų formų.
Bakterijų žiuželių gali būti nuo 0 iki 1000. Abu variantai, kai viename poliuje yra vienas žiuželis (monopolinis monotrichas), žvynelių pluoštas viename (monopolinis peritrichinis arba lofotrichinis žiuželis) arba du poliai (dvipolis peritricho arba amfitrichinis žiuželis) ir daugybė žvynelių visame ląstelės paviršiuje (peritrichinė). Žvyneliai yra 10–20 nm storio ir 3–15 µm ilgio. Jo sukimasis atliekamas prieš laikrodžio rodyklę 40–60 aps./min. dažniu.
Be žvynelių, tarp bakterijų paviršiaus struktūrų būtina paminėti ir gaureles. Jie yra plonesni už žvynelius (skersmuo 5–10 nm, ilgis iki 2 μm) ir yra būtini bakterijai pritvirtinti prie substrato; 3–10 µm) nei žiuželės yra būtinos donoro ląstelei, kad DNR perneštų recipientui. konjugacija.
Matmenys
Bakterijos yra vidutiniškai 0,5–5 µm dydžio. Escherichia coli, pavyzdžiui, jo dydis yra 0,3-1 x 1-6 mikronai, Staphylococcus aureus - 0,5-1 mikronų skersmuo, Bacillus subtilis 0,75 x 2-3 mikronai. Didžiausias iš žinomos bakterijos yra Thiomargarita namibiensis, kurio dydis siekia 750 mikronų (0,75 mm). Antrasis yra Epulopiscium fishelsoni, kurio skersmuo yra 80 mikronų ir ilgis iki 700 mikronų ir gyvena Virškinimo traktas chirurginė žuvis Acanthurus nigrofuscus. Achromatium oxaliferum pasiekia 33 x 100 µm dydį, Beggiatoa alba – 10 x 50 µm. Spirochetai gali užaugti iki 250 mikronų ilgio, o storis – 0,7 mikrono. Tuo pačiu metu bakterijos yra mažiausi iš organizmų, turinčių ląstelinę struktūrą. Mycoplasma mycoides matuoja 0,1–0,25 µm, tai yra didelių virusų, tokių kaip tabako mozaika, vakcina ar gripas, dydis. Remiantis teoriniais skaičiavimais, sferinė ląstelė, kurios skersmuo mažesnis nei 0,15–0,20 mikrono, tampa nepajėgi savaime daugintis, nes fiziškai netelpa į visus reikalingus biopolimerus ir struktūras. pakankamai.Tačiau buvo aprašytos nanobakterijos, kurios yra mažesnės nei „leistinos“ ir labai skiriasi nuo įprastų bakterijų. Jie, skirtingai nei virusai, gali savarankiškai augti ir daugintis (labai lėtai). Jie dar mažai tyrinėti, kvestionuojama jų gyvoji prigimtis.
Linijiškai didėjant ląstelės spinduliui, jos paviršius didėja proporcingai spindulio kvadratui, o tūris - proporcingai kubui, todėl mažuose organizmuose paviršiaus ir tūrio santykis yra didesnis nei didesniuose. vienus, o tai pirmiesiems reiškia aktyvesnę medžiagų apykaitą su aplinka. Metabolinis aktyvumas matuojamas skirtingi rodikliai, vienam biomasės vienetui mažose formose yra didesnis nei didelių. Todėl maži dydžiai netgi mikroorganizmams suteikia bakterijoms ir archėjoms augimo ir dauginimosi greičio pranašumą, palyginti su sudėtingiau organizuotais eukariotais, ir lemia svarbų jų ekologinį vaidmenį.
bakterijų daugialąsteliškumas
Vienaląstės formos gali atlikti visas organizmui būdingas funkcijas, nepaisant kaimyninių ląstelių. Daugelis vienaląsčių prokariotų linkę formuoti ląsteles, kurias dažnai laiko kartu jų išskiriamos gleivės. Dažniausiai tai tik atsitiktinis derinys. atskiri organizmai, tačiau kai kuriais atvejais laikinas susiejimas yra susijęs su tam tikros funkcijos įgyvendinimu, pavyzdžiui, vaisiakūnių formavimasis dėl miksobakterijų galima plėtra cistos, nepaisant to, kad pavienės ląstelės nesugeba jų susidaryti. Tokie reiškiniai kartu su vienaląsčių eubakterijų morfologiškai ir funkciškai diferencijuotų ląstelių susidarymu yra būtinos prielaidos, kad jose atsirastų tikras daugialąsteliškumas.Daugialąstis organizmas turi atitikti šias sąlygas:
- jo ląstelės turi būti agreguotos,
- tarp ląstelių turi būti atskirtos funkcijos,
- tarp agreguotų ląstelių turėtų būti užmegzti stabilūs specifiniai kontaktai.
Bakterijų dauginimasis
Kai kurios bakterijos neturi lytinio proceso ir dauginasi tik vienodo dydžio dvejetainiu skersiniu skilimu arba pumpuravimu. Vienai vienaląsčių cianobakterijų grupei buvo aprašytas daugybinis dalijimasis (greitai vienas po kito einančių dvejetainių dalijimųsi, dėl kurių susidaro nuo 4 iki 1024 naujų ląstelių). Siekiant užtikrinti genotipo plastiškumą, būtiną evoliucijai ir prisitaikymui prie besikeičiančios aplinkos, jie turi kitus mechanizmus.Dalijantis dauguma gramteigiamų bakterijų ir gijinių cianobakterijų sintezuoja skersinę pertvarą nuo periferijos iki centro, dalyvaujant mezosomoms. Gramneigiamos bakterijos dalijasi susiaurėjimo būdu: dalijimosi vietoje randamas palaipsniui didėjantis CPM ir ląstelės sienelės kreivumas į vidų. Dygiantis inkstas susidaro ir auga viename iš motininės ląstelės polių, motininė ląstelė turi senėjimo požymių ir dažniausiai negali gaminti daugiau nei 4 dukterinių ląstelių. Pumpurai atsiranda įvairiose bakterijų grupėse ir, tikėtina, keletą kartų atsirado evoliucijos metu.
Bakterijose taip pat stebimas lytinis dauginimasis, tačiau primityviausia forma. lytinis dauginimasis bakterijos skiriasi nuo lytinio dauginimosi eukariotuose tuo, kad bakterijos nesudaro gametų ir nevyksta ląstelių susiliejimas. Tačiau pagrindinis įvykis lytinis dauginimasis, būtent genetinės medžiagos mainai, vyksta ir šiuo atveju. Šis procesas vadinamas genetine rekombinacija. Dalis donoro ląstelės DNR (labai retai visa DNR) perkeliama į recipiento ląstelę, kurios DNR genetiškai skiriasi nuo donoro DNR. Šiuo atveju perkelta DNR pakeičia dalį recipiento DNR. DNR pakeitimas apima fermentus, kurie suskaido ir vėl sujungia DNR grandines. Taip susidaro DNR, kurioje yra abiejų tėvų ląstelių genai. Tokia DNR vadinama rekombinantine. Palikuonių ar rekombinantų genų paklaida sukelia ryškią bruožų įvairovę. Ši charakterių įvairovė labai svarbi evoliucijai ir yra pagrindinis seksualinio dauginimosi privalumas. Yra 3 būdai gauti rekombinantus. Tai yra jų atradimo tvarka, transformacija, konjugacija ir transdukcija.
2.1. Mikrobų sistematika ir nomenklatūra
Mikrobų pasaulį galima suskirstyti į ląstelines ir neląstelines formas. Ląstelines mikrobų formas atstovauja bakterijos, grybai ir pirmuonys. Jie gali būti vadinami mikroorganizmais. Neląstelines formas atstovauja virusai, viroidai ir prionai.
Naujoji ląstelinių mikrobų klasifikacija apima šiuos taksonominius vienetus: sritis, karalystes, tipus, klases, būrius, šeimas, gentis, rūšis. Mikroorganizmai klasifikuojami pagal jų genetinį ryšį, taip pat morfologines, fiziologines, antigenines ir molekulines biologines savybes.
Virusai dažnai laikomi ne organizmais, o autonominėmis genetinėmis struktūromis, todėl jie bus nagrinėjami atskirai.
Ląstelinės mikrobų formos skirstomos į tris sritis. Domenai bakterijos Ir Archebakterijos apima mikrobus, turinčius prokariotinio tipo ląstelių struktūrą. Domeno atstovai Eukarya yra eukariotai. Jį sudaro 4 karalystės:
Grybų karalystės (Grybelis, Eumycota);
pirmuonių karalystės (Pirmuonys);
karalystes Chromista(chromas);
Mikrobai, kurių taksonominė padėtis nenurodyta (Microspora, mikrosporidijos).
Prokariotinių ir eukariotinių ląstelių organizavimo skirtumai pateikti lentelėje. 2.1.
2.1 lentelė. Prokariotinės ir eukariotinės ląstelės požymiai
2.2. Bakterijų klasifikacija ir morfologija
Terminas „bakterijos“ kilęs iš žodžio bakterijos, ką reiškia lazdelė. Bakterijos yra prokariotai. Jie skirstomi į dvi sritis: bakterijos Ir Archebakterijos. Bakterijos domene archebakterijos, atstovauti vienam iš senovės formos gyvenimą. Jie turi ląstelės sienelės struktūrinių ypatybių (jose trūksta peptidoglikano) ir ribosominės RNR. Tarp jų nėra infekcinių ligų sukėlėjų.
Šioje srityje bakterijos skirstomos į šias taksonomines kategorijas: klasė, prieglauda, tvarka, šeima, gentis, rūšis. Viena iš pagrindinių taksonominių kategorijų yra rūšių. Rūšis – tai individų, turinčių bendrą kilmę ir genotipą, rinkinys, kurį vienija panašios savybės, išskiriančios juos iš kitų genties atstovų. Rūšies pavadinimas atitinka dvinarę nomenklatūrą, t.y. susideda iš dviejų žodžių. Pavyzdžiui, difterijos sukėlėjas rašomas kaip Corynebacterium diphtheriae. Pirmasis žodis yra genties pavadinimas ir rašomas didžiąja raide, antrasis žodis žymi rūšį ir rašomas mažąja raide.
Kai rūšis minima dar kartą, bendrinis pavadinimas sutrumpinamas iki pradinės raidės, pavyzdžiui C. difterija.
Maitinamojoje terpėje išskirtų vienarūšių mikroorganizmų rinkinys, pasižymintis panašiomis morfologinėmis, tinktūrinėmis (santykis su dažikliais), kultūrinėmis, biocheminėmis ir antigeninėmis savybėmis vadinamas grynoji kultūra. Vadinama grynoji mikroorganizmų kultūra, išskirta iš konkretaus šaltinio ir besiskirianti nuo kitų rūšies atstovų įtempti. Sąvokai „padermė“ artima sąvoka „klonas“. Klonas yra palikuonių rinkinys, išaugintas iš vienos mikrobinės ląstelės.
Kai kuriems mikroorganizmų rinkiniams, kurie skiriasi tam tikromis savybėmis, žymėti naudojama priesaga „var“ (atmaina), todėl mikroorganizmai, atsižvelgiant į skirtumų pobūdį, įvardijami kaip morfovarai (morfologijos skirtumas), atsparūs produktai (skirtumas atsparumas, pavyzdžiui, antibiotikams), serovarai (antigenų skirtumas), fagovarai (jautrumo bakteriofagams skirtumas), biovarai (biologinių savybių skirtumas), chemovarai (biocheminių savybių skirtumas) ir kt.
Anksčiau bakterijų klasifikavimo pagrindas buvo ląstelės sienelės struktūrinė ypatybė. Bakterijų pasiskirstymas pagal ląstelės sienelės struktūrinius požymius yra susijęs su galimu jų spalvos kintamumu viena ar kita spalva pagal Gramo metodą. Pagal šį 1884 metais danų mokslininko H. Gramo pasiūlytą metodą, priklausomai nuo dažymo rezultatų, bakterijos skirstomos į gramteigiamas, nusidažytas mėlynai violetine spalva ir gramneigiamas, nudažytas raudonai.
Šiuo metu klasifikacija grindžiama genetinio ryšio laipsniu, remiantis ribosominės RNR (rRNR) genomo struktūros tyrimu (žr. 5 skyrių), nustatant procentais guanino-citozino porų (GC-porų) genome, genomo restrikcijos žemėlapio konstravimas, hibridizacijos laipsnio tyrimas. Taip pat atsižvelgiama į fenotipinius rodiklius: požiūrį į Gramo dėmę, morfologinius, kultūrinius ir biochemines savybes, antigeninė struktūra.
Domenas bakterijos apima 23 tipus, iš kurių šie yra medicininės svarbos.
Dauguma gramneigiamų bakterijų yra sugrupuotos į prieglaudą Proteobakterijos(pagal vardą graikų dievas Proteus, galintys įgauti įvairias formas). Tipas Proteobakterijos suskirstyti į 5 klases:
Klasė Alfaproteobakterijos(Gimdymas Rickettsia, Orientia, Erlichia, Bartonella, Brucella);
Klasė Betaproteobakterijos(Gimdymas Bordetella, Burholderia, Neisseria, Spirillum);
Klasė Gamaproteobakterijos(šeimos nariai enterobakterijos, gimdymas Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Vibrio);
Klasė Deltaproteobakterijos(gentis Bilophila);
Klasė Epsilonproteobakterijos(Gimdymas Campylobacter, Helicobacter). Gramneigiamos bakterijos taip pat yra įtrauktos į šiuos tipus:
tipo Chlamidijos(Gimdymas Chlamidijos, chlamidofilija) tipo Spirochetai(Gimdymas Spirocheta, Borrelia, Treponema, Leptospira); tipo Bacteroides(Gimdymas Bacteroides, Prevotella, Porphyromonas).
Gramteigiamos bakterijos būna šių tipų:
Tipas Firmikai apima klasę Clostridium(Gimdymas Clostridium, Peptococcus), Klasė Bacilos (Listeria, Staphylococcus, Lactobacillus, Streptococcus) ir klasė Mollicutes(Gimdymas mikoplazma, ureaplazma), kurios yra bakterijos, neturinčios ląstelės sienelės;
tipo Aktinobakterijos(Gimdymas Actinomyces, Micrococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Gardnerella, Bifidobacterium, Propionibacterium, Mobiluncus).
2.2.1. Morfologinės formos bakterijos
Yra keletas pagrindinių bakterijų formų: kokoidinės, lazdelės formos, vingiuotos ir šakotos (2.1 pav.).
Sferinės formos arba kokos- 0,5-1 mikrono dydžio sferinės bakterijos, kurios abipusiu išsidėstymu skirstomos į mikrokokus, diplokokus, streptokokus, tetrakokus, sarkinus ir stafilokokus.
Mikrokokai (iš graikų k. mikros- mažas) - atskirai esančios ląstelės.
Diplococci (iš graikų k. diploos- dvigubi) arba suporuoti kokos, išsidėstę poromis (pneumokokai, gonokokai, meningokokai), nes po dalijimosi ląstelės nesiskiria. Pneumokokas (pneumonijos sukėlėjas) turi lancetišką formą iš priešingų pusių, o gonokokas (gonorėjos sukėlėjas) ir meningokokas (sukėlėjas)
Ryžiai. 2.1. Bakterijų formos
epideminio meningito priežastis) yra kavos pupelių formos, kurių įgaubtais paviršiais yra vienas priešais kitą.
Streptokokai (iš graikų k. streptos- grandinė) - suapvalintos arba pailgos formos ląstelės, kurios sudaro grandinę dėl ląstelių dalijimosi toje pačioje plokštumoje ir palaiko ryšį tarp jų dalijimosi vietoje.
Sarcins (iš lot. Sarcina- ryšulėlis, ryšulėlis) yra išdėstyti 8 ar daugiau pakuočių pavidalu, nes jie susidaro dalijantis ląstelėms trijose viena kitai statmenose plokštumose.
Stafilokokai (iš graikų k. stafilė- vynuogių kekė) - kokos, išsidėstę vynuogių kekės pavidalu, padalijus į skirtingas plokštumas.
lazdelės formos bakterijos skiriasi dydžiu, ląstelės galų forma ir santykine ląstelių padėtimi. Ląstelės ilgis 1-10 µm, storis 0,5-2 µm. Lazdelės gali būti teisingos
(E. coli ir kt.) ir netaisyklingos klubo formos (korinebakterijos ir kt.) formos. Rickettsiae yra viena iš mažiausių lazdelės formos bakterijų.
Lazdelių galai gali būti tarsi nupjauti (juodligės bacila), suapvalinti (E. coli), smailūs (fuzobakterijos) arba sustorėjimo pavidalo. Pastaruoju atveju lazda atrodo kaip mace (Corynebacterium diphtheria).
Šiek tiek išlenkti strypai vadinami vibrionais (Vibrio cholerae). Dauguma lazdelės formos bakterijų išsidėsto atsitiktinai, nes po dalijimosi ląstelės išsiskiria. Jei po dalijimosi ląstelės lieka sujungtos bendrais ląstelės sienelės fragmentais ir nesiskiria, tai jos išsidėsčiusios viena kitai kampu (corynebacterium diphtheria) arba sudaro grandinę (juodligės bacila).
Susuktos formos- spiralės formos bakterijos, kurios yra dviejų tipų: spirilės ir spirochetos. Spirilla atrodo kaip kamščiatraukio formos susuktos ląstelės su didelėmis garbanomis. Tarp patogeninių spirilių yra sodoku (žiurkės įkandimo ligos) sukėlėjas, taip pat kampilobakterijos ir helikobakterijos, kurių kreivės primena skraidančio kiro sparnus. Spirochetai yra plonos, ilgos, vingiuotos bakterijos, kurios nuo spirilės skiriasi mažesnėmis garbanomis ir judėjimo pobūdžiu. Jų struktūra aprašyta žemiau.
išsišakojimas - lazdelės formos bakterijos, kurios gali išsišakoti formoje lotyniška raidė Y, randamas bifidobakterijose, taip pat gali būti pateiktas kaip filamentinės šakotos ląstelės, kurios gali susipinti ir sudaryti grybieną, kuri stebima aktinomicetuose.
2.2.2. Bakterinės ląstelės struktūra
Bakterijų struktūra gerai ištirta naudojant ištisų ląstelių ir jų itin plonų pjūvių elektroninę mikroskopiją bei kitus metodus. Bakterinę ląstelę supa membrana, susidedanti iš ląstelės sienelės ir citoplazminės membranos. Po apvalkalu yra protoplazma, susidedanti iš citoplazmos su inkliuzais ir paveldimo aparato – branduolio analogo, vadinamo nukleoidu (2.2 pav.). Yra papildomų struktūrų: kapsulė, mikrokapsulė, gleivės, žvyneliai, piliai. Kai kurios bakterijos nepalankiomis sąlygomis gali formuoti sporas.
Ryžiai. 2.2. Bakterinės ląstelės sandara: 1 - kapsulė; 2 - ląstelės sienelė; 3 - citoplazminė membrana; 4 - mezosomos; 5 - nukleoidas; 6 - plazmidė; 7 - ribosomos; 8 - inkliuzai; 9 - žvyneliai; 10 - išgėrė (villi)
ląstelių sienelės- stipri, elastinga struktūra, kuri suteikia bakterijoms tam tikrą formą ir kartu su ja esančia citoplazmine membrana sulaiko aukštą osmosinį slėgį bakterijos ląstelėje. Jis dalyvauja ląstelių dalijimosi ir metabolitų transportavimo procese, turi bakteriofagų, bakteriocinų ir įvairių medžiagų. Storiausia gramteigiamų bakterijų ląstelės sienelė (2.3 pav.). Taigi, jei gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės storis yra apie 15-20 nm, tai gramteigiamose bakterijose jis gali siekti 50 nm ar daugiau.
Bakterijų ląstelės sienelė sudaryta iš peptidoglikanas. Peptidoglikanas yra polimeras. Ją vaizduoja lygiagrečios polisacharidų glikano grandinės, susidedančios iš pasikartojančių N-acetilgliukozamino ir N-acetilmuramo rūgšties liekanų, sujungtų glikozidine jungtimi. Šį ryšį suardo lizocimas, kuris yra acetilmuramidazė.
Tetrapeptidas yra prijungtas prie N-acetilmuramo rūgšties kovalentiniais ryšiais. Tetrapeptidas susideda iš L-alanino, kuris yra susietas su N-acetilmuramo rūgštimi; D-glutaminas, kuris gramteigiamose bakterijose yra prijungtas prie L-lizino, o gramteigiamose bakterijose
Ryžiai. 2.3. Bakterijų ląstelės sienelės architektonikos schema
bakterijos – su diaminopimelio rūgštimi (DAP), kuri yra lizino pirmtakas bakterinės aminorūgščių biosintezės procese ir yra unikalus junginys, randamas tik bakterijose; 4-oji aminorūgštis yra D-alaninas (2.4 pav.).
Gramteigiamų bakterijų ląstelių sienelėje yra nedidelis kiekis polisacharidų, lipidų ir baltymų. Pagrindinis šių bakterijų ląstelės sienelės komponentas yra daugiasluoksnis peptidoglikanas (mureinas, mukopeptidas), kuris sudaro 40-90% ląstelės sienelės masės. Skirtingų peptidoglikano sluoksnių tetrapeptidai gramteigiamose bakterijose yra tarpusavyje sujungti 5 glicino (pentaglicino) liekanų polipeptidinėmis grandinėmis, todėl peptidoglikanui suteikiama standi geometrinė struktūra (2.4 pav., b). Kovalentiškai jungiasi su gramteigiamų bakterijų ląstelės sienelės peptidoglikanu techo rūgštys(iš graikų kalbos. tekhos- sienelė), kurios molekulės yra 8-50 glicerolio ir ribitolio likučių grandinės, sujungtos fosfatiniais tilteliais. Bakterijų formą ir stiprumą suteikia standi pluoštinė daugiasluoksnė struktūra su kryžminiais peptidiniais peptidoglikano skersiniais ryšiais.
Ryžiai. 2.4. Peptidoglikano struktūra: a - Gramneigiamos bakterijos; b - gramteigiamos bakterijos
Gramo dažymo metu gramteigiamų bakterijų gebėjimas išlaikyti gencijonų violetinę spalvą kartu su jodu (mėlynai violetinė bakterijų spalva) yra susijusi su daugiasluoksnio peptidoglikano savybe sąveikauti su dažais. Be to, vėlesnis bakterijų tepinėlio apdorojimas alkoholiu sukelia peptidoglikano porų susiaurėjimą ir taip išlaiko dažus ląstelės sienelėje.
Gramneigiamos bakterijos po alkoholio poveikio praranda dažus, o tai atsiranda dėl mažesnio peptidoglikano kiekio (5-10% ląstelės sienelės masės); alkoholiu jie pakeičia spalvą, o gydomi fuksinu ar safraninu parausta. Taip yra dėl ląstelės sienelės struktūrinių savybių. Peptidoglikanas gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelėje yra 1-2 sluoksniai. Sluoksnių tetrapeptidai yra tarpusavyje sujungti tiesioginiu peptidiniu ryšiu tarp vieno tetrapeptido DAP amino grupės ir kito sluoksnio tetrapeptido D-alanino karboksilo grupės (2.4 pav., a). Peptidoglikano išorėje yra sluoksnis lipoproteinai, prisijungia prie peptidoglikano per DAP. Po jos seka išorinė membrana ląstelių sienelės.
išorinė membrana yra mozaikinė struktūra, kurią sudaro lipopolisacharidai (LPS), fosfolipidai ir baltymai. Jo vidinį sluoksnį vaizduoja fosfolipidai, o LPS yra išoriniame sluoksnyje (2.5 pav.). Taigi, išorinė atmintis
Ryžiai. 2.5. Lipopolisacharido struktūra
brana yra asimetriška. Išorinės membranos LPS susideda iš trijų fragmentų:
Lipidas A – konservatyvi struktūra, beveik tokia pati gramneigiamose bakterijose. Lipidas A sudarytas iš fosforilinto gliukozamino disacharido vienetų, prie kurių yra prijungtos ilgos grandinės. riebalų rūgštys(žr. 2.5 pav.);
Karvės dalies šerdis arba strypas (iš lat. šerdis- šerdis), santykinai konservatyvi oligosacharidų struktūra;
Labai kintama O specifinė polisacharidų grandinė, susidaranti kartojant identiškas oligosacharidų sekas.
LPS yra pritvirtintas prie išorinės membranos lipidu A, kuris lemia LPS toksiškumą ir todėl yra identifikuojamas su endotoksinu. Antibiotikais sunaikinus bakterijas, išsiskiria didelis kiekis endotoksino, kuris pacientui gali sukelti endotoksinį šoką. Nuo lipido A nukrypsta LPS šerdis arba šerdies dalis. Pati pastoviausia LPS šerdies dalis yra ketodeoksioktono rūgštis. O specifinė polisacharido grandinė, besitęsianti nuo LPS molekulės šerdies dalies,
susidedantis iš pasikartojančių oligosacharidų vienetų, nustato tam tikros bakterijų padermės serogrupę, serovarą (bakterijų tipą, aptiktą naudojant imuninį serumą). Taigi LPS sąvoka siejama su idėjomis apie O-antigeną, pagal kurį galima diferencijuoti bakterijas. Dėl genetinių pokyčių gali atsirasti defektų, sutrumpėti bakterinė LPS ir dėl to atsirasti šiurkščių R formų kolonijų, kurios praranda O antigeno specifiškumą.
Ne visos gramneigiamos bakterijos turi visą O specifinę polisacharidų grandinę, susidedančią iš pasikartojančių oligosacharidų vienetų. Visų pirma, genties bakterijos Neisseria turi trumpą glikolipidą, vadinamą lipooligosacharidu (LOS). Jis panašus į R formą, kuri prarado O-antigeninį specifiškumą, pastebėtą mutantinėse grubiose padermėse. E. coli. LOJ struktūra primena žmogaus citoplazminės membranos glikosfingolipidą, todėl LOJ imituoja mikrobą, leidžiantį išvengti šeimininko imuninio atsako.
Išorinės membranos matricos baltymai prasiskverbia į ją taip, kad baltymų molekulės, vadinamos porinai, jie ribojasi su hidrofilinėmis poromis, pro kurias praeina vanduo ir mažos hidrofilinės molekulės, kurių santykinė masė iki 700 D.
Tarp išorinės ir citoplazminės membranos yra periplazminė erdvė, arba periplazmą, kurioje yra fermentų (proteazės, lipazės, fosfatazės, nukleazės, β-laktamazės), taip pat transportavimo sistemų komponentai.
Pažeidus bakterijų ląstelės sienelės sintezę, veikiant lizocimui, penicilinui, organizmo apsauginiams faktoriams ir kitiems junginiams, susidaro pakitusios (dažnai sferinės) ląstelės: protoplastai- bakterijos, kuriose visiškai nėra ląstelės sienelės; sferoplastai Bakterijos su iš dalies išsaugota ląstelės sienele. Pašalinus ląstelės sienelės inhibitorių, tokios pakitusios bakterijos gali apsisukti, t.y. įgyti visavertę ląstelės sienelę ir atkurti pradinę formą.
Sferoidinio ar protoplasto tipo bakterijos, kurios, veikiant antibiotikams ar kitiems veiksniams, praradusios gebėjimą sintetinti peptidoglikaną ir galinčios daugintis, vadinamos. L formos(nuo D. Listerio instituto pavadinimo, kur jie pirmiausia
jūs buvote studijuotas). L formos taip pat gali atsirasti dėl mutacijų. Tai osmosiškai jautrios, sferinės, kolbos formos įvairaus dydžio ląstelės, įskaitant ir praeinančias per bakterijų filtrus. Kai kurios L formos (nestabilios), kai pašalinamas veiksnys, lėmęs pokyčius bakterijose, gali pasikeisti ir grįžti į pradinę bakterijų ląstelę. L formos gali sudaryti daugybę infekcinių ligų sukėlėjų.
citoplazminė membrana ultraplonų pjūvių elektroniniu mikroskopu tai yra trijų sluoksnių membrana (2 tamsūs 2,5 nm storio sluoksniai yra atskirti šviesiu - tarpiniu). Savo struktūra jis yra panašus į gyvūnų ląstelių plazmolemą ir susideda iš dvigubo lipidų sluoksnio, daugiausia fosfolipidų, su įterptu paviršiumi ir integruotais baltymais, kurie tarsi prasiskverbia per membranos struktūrą. Kai kurios iš jų yra permeazės, susijusios su medžiagų transportavimu. Skirtingai nei eukariotinės ląstelės, bakterijos ląstelės citoplazminėje membranoje nėra sterolių (išskyrus mikoplazmas).
Citoplazminė membrana yra dinamiška struktūra su judriais komponentais, todėl pristatoma kaip judri skysčio struktūra. Jis supa išorinę bakterijų citoplazmos dalį ir dalyvauja reguliuojant osmosinį slėgį, medžiagų transportavimą ir energijos apykaitą ląstelėje (dėl elektronų transportavimo grandinės fermentų, adenozino trifosfatazės – ATPazės ir kt.). Esant pernelyg dideliam augimui (palyginti su ląstelės sienelės augimu), citoplazminėje membranoje susidaro invaginacijos – invaginacijos sudėtingai susisukusių membraninių struktūrų pavidalu, vadinamos. mezosomos. Mažiau sudėtingos susuktos struktūros vadinamos intracitoplazminėmis membranomis. Mezosomų ir intracitoplazminių membranų vaidmuo nebuvo iki galo išaiškintas. Netgi teigiama, kad jie yra artefaktas, kuris atsiranda paruošus (fiksavus) preparatą elektroninei mikroskopijai. Nepaisant to, manoma, kad citoplazminės membranos dariniai dalyvauja ląstelių dalijimuisi, teikdami energiją ląstelės sienelės sintezei, dalyvauja medžiagų sekrecijoje, sporų formavime, t.y. procesuose, kuriuose suvartojama daug energijos. Citoplazma užima didžiąją dalį bakterijų
ląstelė ir susideda iš tirpių baltymų, ribonukleino rūgščių, inkliuzų ir daugybės mažų granulių – ribosomų, atsakingų už baltymų sintezę (transliaciją).
Ribosomos bakterijų dydis yra apie 20 nm, o sedimentacijos koeficientas – 70S, priešingai nei 80S ribosomos, būdingos eukariotų ląstelėms. Todėl kai kurie antibiotikai jungiasi prie bakterijų ribosomų ir slopina bakterijų baltymų sintezę nepaveikdami baltymų sintezės eukariotinėse ląstelėse. Bakterijų ribosomos gali išsiskirti į du subvienetus: 50S ir 30S. rRNR – konservatyvūs bakterijų elementai (evoliucijos „molekulinis laikrodis“). 16S rRNR yra mažo ribosomų subvieneto dalis, o 23S rRNR yra didelio ribosomų subvieneto dalis. 16S rRNR tyrimas yra genų sistematikos pagrindas, leidžiantis įvertinti organizmų giminingumo laipsnį.
Citoplazmoje yra įvairių intarpų glikogeno granulių, polisacharidų, β-hidroksisviesto rūgšties ir polifosfatų (volutino) pavidalu. Jie kaupiasi su maistinių medžiagų pertekliumi aplinkoje ir tarnauja kaip atsarginės medžiagos mitybos ir energijos poreikiams tenkinti.
Voliutinas turi afinitetą pagrindiniams dažams ir yra lengvai aptinkamas naudojant specialius dažymo metodus (pavyzdžiui, pagal Neisser) metachromatinių granulių pavidalu. Toluidino mėlyna arba metileno mėlyna nudažo volutiną raudonai violetiškai, o bakterijų citoplazmą – mėlynai. Būdingas volutino granulių išsidėstymas difterijos baciloje atsiskleidžia intensyviai dažytų ląstelės polių pavidalu. Metachromatinis volutino dažymas yra susijęs su didelis kiekis polimerizuotas neorganinis polifosfatas. Pagal elektronų mikroskopiją jie atrodo kaip elektronų tankios 0,1–1 µm dydžio granulės.
Nukleoidas yra bakterijos branduolio atitikmuo. Jis yra centrinėje bakterijų zonoje dvigrandės DNR pavidalu, sandariai supakuotos kaip rutulys. Bakterinis nukleoidas, skirtingai nei eukariotai, neturi branduolinis apvalkalas, branduolys ir pagrindiniai baltymai (histonai). Daugumoje bakterijų yra viena chromosoma, kurią vaizduoja DNR molekulė, uždaryta žiede. Tačiau kai kurios bakterijos turi dvi žiedo formos chromosomas. (V. cholerae) ir linijinės chromosomos (žr. 5.1.1 skyrių). Nukleoidas aptinkamas šviesos mikroskopu po dažymo specifine DNR
metodai: pagal Felgeną arba pagal Romanovsky-Giemsa. Itin plonų bakterijų sekcijų elektronų difrakcijos modeliuose nukleoidas turi šviesių zonų pavidalą su fibrilinėmis, į siūlus panašiomis DNR struktūromis, susietomis su tam tikromis vietomis su citoplazmine membrana arba mezosoma, dalyvaujančia chromosomų replikacijoje.
Be nukleoido, bakterijos ląstelėje yra ekstrachromosominių paveldimumo faktorių – plazmidžių (žr. 5.1.2 skyrių), kurios yra kovalentiškai uždari DNR žiedai.
Kapsulė, mikrokapsulė, gleivės.Kapsulė - Gleivinė struktūra, kurios storis didesnis nei 0,2 mikrono, tvirtai susieta su bakterijų ląstelės sienele ir turinti aiškiai apibrėžtas išorines ribas. Kapsulė išsiskiria tepinėliais-atspaudais nuo patologinės medžiagos. IN grynosios kultūros ah bakterijų kapsulė susidaro rečiau. Jis atskleidžiamas val specialius metodus tepinėlio dažymas pagal Burri-Gins, sukuriant neigiamą kapsulės medžiagų kontrastą: rašalas aplink kapsulę sukuria tamsų foną. Kapsulę sudaro polisacharidai (egzopolisacharidai), kartais polipeptidai, pavyzdžiui, juodligės baciloje, ji susideda iš D-glutamo rūgšties polimerų. Kapsulė yra hidrofilinė, joje yra daug vandens. Jis apsaugo nuo bakterijų fagocitozės. Kapsulė yra antigeninė: antikūnai prieš kapsulę sukelia jos padidėjimą (kapsulės patinimo reakcija).
Susidaro daug bakterijų mikrokapsulė- gleivinės susidarymas, kurio storis mažesnis nei 0,2 mikrono, aptiktas tik elektroniniu mikroskopu.
Reikia atskirti nuo kapsulės gleivės - gleivinės egzopolisacharidai, kurie neturi aiškių išorinių ribų. Glebės tirpsta vandenyje.
Gleiviniai egzopolisacharidai būdingi Pseudomonas aeruginosa gleivinės padermėms, kurios dažnai randamos cistine fibroze sergančių pacientų skrepliuose. Bakteriniai egzopolisacharidai dalyvauja sukibime (prilimpa prie substratų); jie taip pat vadinami glikokaliksu.
Kapsulė ir gleivės apsaugo bakterijas nuo pažeidimų ir išsausėjimo, nes, būdamos hidrofilinės, gerai suriša vandenį ir neleidžia veikti apsauginiams makroorganizmo ir bakteriofagų faktoriams.
Flagella bakterijos lemia bakterijos ląstelės mobilumą. Vėliavos yra plonos gijos, kurios įgauna
kilę iš citoplazminės membranos, yra ilgesni už pačią ląstelę. Žvyneliai yra 12–20 nm storio ir 3–15 µm ilgio. Jie susideda iš trijų dalių: spiralinio sriegio, kabliuko ir bazinio korpuso su lazdele su specialiais diskais (viena diskų pora gramteigiamų bakterijų ir dvi poros gramneigiamų bakterijų). Žvynelių diskai yra pritvirtinti prie citoplazminės membranos ir ląstelės sienelės. Taip sukuriamas elektros variklio su strypu efektas – rotorius, kuris suka žvynelį. Protonų potencialų skirtumas citoplazminėje membranoje naudojamas kaip energijos šaltinis. Sukimosi mechanizmą užtikrina protonų ATP sintetazė. Žvynelinės sukimosi greitis gali siekti 100 aps./min. Jei bakterija turi keletą žvynelių, jos pradeda sinchroniškai suktis, susipindamos į vieną ryšulį, sudarydamos savotišką sraigtą.
Flagela yra sudaryta iš baltymo, vadinamo flagellinu. (flagellum- flagellum), kuris yra antigenas - vadinamasis H-antigenas. Flagellino subvienetai yra suvynioti.
Žuvų skaičius bakterijose skirtingi tipai svyruoja nuo vieno (monotrich) Vibrio cholerae iki dešimties ar šimtų, besitęsiančių palei bakterijos perimetrą (peritrich), coli, proteusas ir tt Lofotrichous viename ląstelės gale turi žvynelių pluoštelį. Amfitrikai turi vieną žvynelį arba žvynelių ryšulį priešinguose ląstelės galuose.
Žvyneliai aptinkami naudojant sunkiaisiais metalais apipuršktų preparatų elektroninę mikroskopiją arba šviesos mikroskopu po apdorojimo specialiais metodais, pagrįstais įvairių medžiagų ėsdinimu ir adsorbcija, dėl ko padidėja žvynelių storis (pavyzdžiui, pasidabravus).
Villi arba pili (fimbriae)- gijiniai dariniai, plonesni ir trumpesni (3-10 nm * 0,3-10 mikronų) už žvynelius. Pili tęsiasi nuo ląstelės paviršiaus ir yra sudaryti iš pilino baltymo. Yra žinomi keli pjūklų tipai. gerti bendras tipas atsakingas už prisitvirtinimą prie pagrindo, mitybą ir vandens-druskos mainai. Jų yra daug – po kelis šimtus vienoje ląstelėje. Sex pilis (1-3 ląstelėje) sukuria kontaktą tarp ląstelių, perduodant genetinę informaciją tarp jų konjugacijos būdu (žr. 5 skyrių). Ypač domina IV tipo piliai, kurių galai yra hidrofobiniai, dėl to jie susisuka, šie piliai dar vadinami garbanomis. Įsikūręs-
jie išsidėstę ląstelės poliuose. Šie pjūklai randami patogeninės bakterijos. Jie turi antigeninių savybių, kontaktuoja tarp bakterijos ir ląstelės šeimininkės, dalyvauja formuojant bioplėvelę (žr. 3 skyrių). Daugelis pilių yra bakteriofagų receptoriai.
Ginčai – savotiška ramybės bakterijų forma, turinti gramteigiamą ląstelių sienelės sandaros tipą. sporas formuojančios genties bakterijos bacila, kuriose sporos dydis neviršija ląstelės skersmens, vadinamos bacilomis. Sporas formuojančios bakterijos, kurių sporos dydis viršija ląstelės skersmenį, todėl jos įgauna verpstės formą, vadinamos. klostridijos, tokios kaip genties bakterijos Clostridium(iš lat. Clostridium- suklys). Sporos atsparios rūgštims, todėl Aujeskio metodu arba Ziehl-Nelsen metodu nudažomos raudonai, o vegetatyvinė ląstelė – mėlyna.
Sporuliacija, sporų forma ir vieta ląstelėje (vegetatyvinė) yra bakterijų rūšies savybė, leidžianti jas atskirti viena nuo kitos. Sporų forma ovali ir sferinė, vieta ląstelėje galinė, t.y. lazdelės gale (stabligės sukėlėjoje), poterminis - arčiau lazdelės galo (esant botulizmo sukėlėjams, dujų gangrena) ir centrinė (juodligės baciloje).
Sporuliacijos (sporuliacijos) procesas praeina eilę etapų, kurių metu atskiriama dalis citoplazmos ir bakterinės vegetatyvinės ląstelės chromosomos, apsupamos augančia citoplazmine membrana ir susidaro prospora.
Prosporo protoplaste yra nukleoidas, baltymus sintezuojanti sistema ir energiją gaminanti sistema, pagrįsta glikolize. Citochromų nėra net aerobuose. Sudėtyje nėra ATP, dygimui reikalinga energija kaupiama 3-glicerolio fosfato pavidalu.
Prosporą supa dvi citoplazminės membranos. Sluoksnis, kuris supa vidinę sporos membraną, vadinamas sporų sienelė, jis susideda iš peptidoglikano ir yra pagrindinis ląstelės sienelės šaltinis sporų dygimo metu.
Tarp išorinės membranos ir sporos sienelės susidaro storas sluoksnis, susidedantis iš peptidoglikano, turinčio daug kryžminių ryšių, - žievė.
Išorėje yra citoplazminė membrana sporų apvalkalas, sudarytas iš į keratiną panašių baltymų,
turintys daug intramolekulinių disulfidinių jungčių. Šis apvalkalas užtikrina atsparumą cheminėms medžiagoms. Kai kurių bakterijų sporos turi papildomą dangą - egzosporiumas lipoproteinų prigimtis. Taip susidaro daugiasluoksnis prastai pralaidus apvalkalas.
Sporuliaciją lydi intensyvus prosporos vartojimas, o vėliau atsirandantis dipikolino rūgšties ir kalcio jonų sporų apvalkalas. Sporos įgyja atsparumą karščiui, kuris yra susijęs su kalcio dipikolinato buvimu joje.
Sporos gali išlikti ilgą laiką dėl daugiasluoksnio apvalkalo, kalcio dipikolinato, mažo vandens kiekio ir vangų medžiagų apykaitos procesų. Pavyzdžiui, dirvožemyje juodligės ir stabligės sukėlėjai gali išlikti dešimtmečius.
Esant palankioms sąlygoms, sporos sudygsta per tris iš eilės stadijas: aktyvacijos, iniciacijos, augimo. Tokiu atveju iš vienos sporos susidaro viena bakterija. Aktyvinimas yra pasirengimas daigumui. Esant 60-80 °C temperatūrai, sporos suaktyvėja dygimui. Dygimo pradžia trunka keletą minučių. Augimo stadijai būdingas greitas augimas, lydimas lukšto sunaikinimo ir sodinuko išlaisvinimo.
2.2.3. Spirochetų, riketsijų, chlamidijų, aktinomicetų ir mikoplazmų struktūros ypatybės
Spirochetes- plonos ilgos vingiuotos bakterijos. Jie susideda iš išorinės membraninės ląstelės sienelės, kuri supa citoplazminį cilindrą. Išorinės membranos viršuje yra skaidrus glikozaminoglikano apvalkalas. Po išorine membranos ląstelės sienele yra fibrilės, besisukančios aplink citoplazminį cilindrą, suteikdamos bakterijoms spiralės formą. Fibrilės yra pritvirtintos prie ląstelės galų ir nukreiptos viena į kitą. Skirtingose rūšyse fibrilių skaičius ir išsidėstymas skiriasi. Fibrilės dalyvauja spirochetų judėjime, suteikdamos ląstelėms sukimosi, lenkimo ir transliacijos judesius. Šiuo atveju spirochetos formuoja kilpas, garbanas, lenkimus, kurie vadinami antrinėmis garbanomis. Spirochetai blogai suvokia dažus. Dažniausiai jie dažomi pagal Romanovsky-Giemsa arba sidabruojami. Tiesiogiai
spirochetos forma tiriama naudojant fazinio kontrasto arba tamsaus lauko mikroskopiją.
Spirochetes atstovauja trys žmonėms patogeniškos gentys: Treponema, Borrelia, Leptospira.
Treponema(gentis Treponema) turi plonų kamščiatraukiu susuktų siūlų išvaizdą su 8–12 vienodų mažų garbanų. Aplink treponemos protoplastą yra 3-4 fibrilės (flagela). Citoplazmoje yra citoplazminių gijų. Patogeniniai atstovai yra T. pallidum- sifilio sukėlėjas T.pertenue- patogenas atogrąžų liga- nusisuka. Taip pat yra saprofitų - žmogaus burnos ertmės, rezervuarų dumblo gyventojai.
Borelijos(gentis borelijos, skirtingai nei treponemos, jos ilgesnės, turi 3-8 dideles garbanas ir 7-20 fibrilių. Tai apima pasikartojančio karščiavimo sukėlėją (V. recurrentis) ir Laimo ligos sukėlėjai (B. burgdorferi) ir kitos ligos.
Leptospira(gentis Leptospira) turi seklias ir dažnai susisukusios virvės garbanos. Šių spirochetų galai yra išlenkti kaip kabliukai su pastorinimais galuose. Formuojant antrines garbanas, jie yra raidžių S arba C pavidalu; turi dvi ašines fibriles. Patogeninis atstovas L. tardomieji nurijus su vandeniu ar maistu sukelia leptospirozę, sukeliančią kraujavimą ir geltą.
Riketsijų metabolizmas nepriklauso nuo ląstelės-šeimininkės, tačiau jos gali gauti makroerginių junginių iš šeimininko ląstelės reprodukcijai. Tepinėliuose ir audiniuose jie dažomi pagal Romanovsky-Giemsa, pagal Machiavello-Zdrodovsky (riketsijos yra raudonos, o užkrėstos ląstelės yra mėlynos).
Žmonėms riketsija sukelia epidemiją šiltinės (R. prowazekii), erkių platinama riketsiozė (R. sibirica), Uolinių kalnų dėmėtoji karštligė (R. rickettsii) ir kita riketsiozė.
Jų ląstelės sienelės struktūra primena gramneigiamų bakterijų struktūrą, nors yra skirtumų. Jame nėra tipiško peptidoglikano: N-acetilmuramo rūgšties jo sudėtyje visiškai nėra. Ląstelės sienelę sudaro dviguba išorinė membrana, kurią sudaro lipopolisacharidas ir baltymai. Nepaisant to, kad peptidoglikano nėra, chlamidijų ląstelės sienelė yra standi. Ląstelės citoplazmą riboja vidinė citoplazminė membrana.
Pagrindinis chlamidijų nustatymo metodas yra Romanovskio-Giemsa dėmė. Dėmės spalva priklauso nuo gyvavimo ciklo tarpsnio: elementarieji kūnai mėlynos ląstelės citoplazmos fone nusidažo violetiniais, tinkliniai – mėlyni.
Žmonėms chlamidiozė pažeidžia akis (trachomą, konjunktyvitą), urogenitalinį traktą, plaučius ir kt.
aktinomicetai- išsišakojusios, siūlinės arba lazdelės formos gramteigiamos bakterijos. Jo pavadinimas (iš graikų k. actis- Rėjus, mykes- grybelis) jie gavo dėl drūzų susidarymo paveiktuose audiniuose - granulės iš glaudžiai susipynusių siūlų formos
spinduliai, besitęsiantys iš centro ir besibaigiantys kolbos formos sustorėjimais. Aktinomicetai, kaip ir grybai, formuoja grybieną – siūlines susipynusias ląsteles (hifai). Jie sudaro substratinį grybieną, kuris susidaro ląstelėms įaugant į maistinę terpę ir orui augant terpės paviršiuje. Aktinomicetai gali dalytis suskaidydami grybieną į ląsteles, panašias į lazdelės formos ir kokoidines bakterijas. Ant aktinomicetų oro hifų susidaro sporos, kurios tarnauja dauginimuisi. Aktinomicetų sporos dažniausiai nėra atsparios karščiui.
Bendrą filogenetinę šaką su aktinomicetais sudaro vadinamieji nokardio tipo (nokardioforminiai) aktinomicetai - kolektyvinė lazdelės formos bakterijų grupė. netaisyklingos formos. Atskiri jų atstovai formuoja išsišakojusias formas. Tai apima genčių bakterijas Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia Nokardioidiniai aktinomicetai išsiskiria tuo, kad ląstelės sienelėje yra arabinozės, galaktozės cukrų, taip pat mikolio rūgščių ir daug riebalų rūgščių. Mikolio rūgštys ir ląstelių sienelių lipidai lemia bakterijų, ypač Mycobacterium tuberculosis ir raupsų, atsparumą rūgštims (dažant pagal Ziehl-Nelsen, jie yra raudoni, o rūgštims neatsparios bakterijos ir audinių elementai, skrepliai yra mėlyni).
Patogeniniai aktinomicetai sukelia aktinomikozę, nokardija – nokardiozę, mikobakterijos – tuberkuliozę ir raupsus, korinebakterijos – difteriją. Dirvožemyje plačiai paplitusios saprofitinės aktinomicetų ir į nokardiją panašios aktinomicetų formos, daugelis jų yra antibiotikų gamintojai.
Mikoplazmos- mažos bakterijos (0,15-1 µm), apsuptos tik citoplazmine membrana, kurioje yra sterolių. Jie priklauso klasei Mollicutes. Dėl ląstelės sienelės nebuvimo mikoplazmos yra osmosiškai jautrios. Jie yra įvairių formų: kokoidiniai, filiforminiai, kolbos formos. Šios formos matomos atliekant fazinio kontrasto grynųjų mikoplazmų kultūrų mikroskopiją. Tankioje maistinėje terpėje mikoplazmos sudaro kolonijas, panašias į keptus kiaušinius: centrinę nepermatomą dalį, panardintą į terpę, ir permatomą apskritimo formos periferiją.
Mikoplazmos sukelia SARS žmonėms (Mycoplasma pneumoniae) ir šlapimo takų pažeidimai
(M. hominis ir pan.). Mikoplazmos sukelia ligas ne tik gyvūnams, bet ir augalams. Nepatogeniški atstovai yra gana plačiai paplitę.
2.3. Grybų struktūra ir klasifikacija
Grybai priklauso domenui eukarya, karalystė Grybai (Mycota, Mycetes). Grybai ir pirmuonys neseniai buvo suskirstyti į nepriklausomas karalystes: karalystę Eumycota(tikrieji grybai), karalystė Chromista ir karalystė Pirmuonys. Kai kurie mikroorganizmai, anksčiau laikomi grybais ar pirmuoniais, buvo perkelti į naują karalystę Chromista(chromai). Grybai yra daugialąsčiai arba vienaląsčiai nefotosintetiniai (be chlorofilo) eukariotai, turintys storą ląstelės sienelę. Jie turi branduolį su branduolio apvalkalu, citoplazmą su organelėmis, cito plazmos membrana ir daugiasluoksnė standi ląstelės sienelė, susidedanti iš kelių tipų polisacharidų (mananų, gliukanų, celiuliozės, chitino), taip pat baltymų, lipidų ir kt. Kai kurie grybai sudaro kapsulę. Citoplazminėje membranoje yra glikoproteinų, fosfolipidų ir ergosterolių (priešingai nei cholesterolis, pagrindinis žinduolių audinių sterolis). Dauguma grybų yra privalomi arba fakultatyviniai aerobai.
Grybai plačiai paplitę gamtoje, ypač dirvožemyje. Kai kurie grybai prisideda prie duonos, sūrio, pieno produktų ir alkoholio gamybos. Kiti grybai gamina antimikrobinius antibiotikus (pvz., peniciliną) ir imunosupresinius vaistus (pvz., ciklosporiną). Grybus genetikai ir molekuliniai biologai naudoja įvairiems procesams modeliuoti. Fitopatogeniniai grybai daro didelę žalą žemės ūkiui, sukelia grybelinės ligos javų augalai ir grūdai. Grybų sukeltos infekcijos vadinamos mikozėmis. Yra hifai ir mieliagrybiai.
Hifaliniai (pelėsiniai) grybai arba hifomicetai susideda iš ploni siūlai 2-50 mikronų storio, vadinami hifais, kurie susipina į grybieną arba grybieną (pelėsį). Grybelio kūnas vadinamas talu. Atskirkite demacinius (pigmentinius – rudus arba juodus) ir hialininius (nepigmentuotus) hifomicetus. Hifai, išaugantys į maistinį substratą, yra atsakingi už grybo mitybą ir vadinami vegetatyviniais hifais. Hifai, ra-
augantys virš substrato paviršiaus, vadinami oro arba reprodukciniais hifais (atsakingais už dauginimąsi). Kolonijos dėl oro grybienos atrodo purios.
Būna žemesnių ir aukštesnių grybų: aukštesniųjų grybų hifai atskiriami pertvaromis, arba pertvaromis su skylutėmis. Apatinių grybų hifai neturi pertvarų, atstovaujančių daugiabranduolėms ląstelėms, vadinamoms koenocitinėmis (iš graikų k. koenos- vienas, bendras).
Mielių grybus (mieles) daugiausia vaizduoja atskiros ovalios ląstelės, kurių skersmuo yra 3–15 mikronų, o jų kolonijos, skirtingai nuo hifinių grybų, yra kompaktiškos. Pagal lytinio dauginimosi tipą pasiskirsto tarp aukštesniųjų grybų – askomicetų ir bazidiomicetų. Nelytinio dauginimosi metu mielės formuoja pumpurus arba dalijasi. Iš jų gali susidaryti pseudohifai ir netikrasis grybiena (pseudomicelium) pailgų ląstelių grandinių pavidalu – „vyneriai“. Grybai, kurie yra panašūs į mieles, bet nesidaugina lytiškai, vadinami mieliniais. Jie dauginasi tik nelytiškai – pumpuruodami arba dalijasi. Sąvokos „į mieles panašūs grybai“ dažnai tapatinamos su „mielės“ sąvoka.
Daugelis grybų turi dimorfizmą – gebėjimą augti hifišku (grybeliu) arba į mieles, priklausomai nuo auginimo sąlygų. Užkrėstame organizme jie auga kaip į mieles panašios ląstelės (mielių fazė), o maistinėse terpėse sudaro hifus ir grybieną. Dimorfizmas yra susijęs su temperatūros faktoriumi: kambario temperatūroje susidaro grybiena, o 37 ° C temperatūroje (žmogaus kūno temperatūroje) susidaro į mieles panašios ląstelės.
Grybai dauginasi lytiškai arba nelytiškai. Lytinis grybų dauginimasis vyksta formuojant lytinėms ląstelėms, lytinėms sporoms ir kitoms lytinėms formoms. Seksualinės formos vadinamos teleomorfais.
Nelytinis grybų dauginimasis vyksta susidarant atitinkamoms formoms, vadinamoms anamorfomis. Toks dauginimasis vyksta pumpurais, hifų suskaidymu ir nelytinėmis sporomis. Endogeninės sporos (sporangiosporos) bręsta apvalios struktūros – sporangium – viduje. Vaisinių hifų viršūnėse susidaro egzogeninės sporos (konidijos), vadinamieji konidioforai.
Yra įvairių konidijų. Artrokonidijos (artrosporos) arba talokonidijos susidaro su vienoda hifų pertvara ir išskyrimu, o blastokonidijos susidaro dėl pumpurų atsiradimo. Mažos vienaląstės konidijos vadinamos mikrokonidijomis, didelės daugialąstės – makrokonidijomis. Nelytinėms grybų formoms taip pat priskiriamos chlamidokonidijos arba chlamidosporos (storasienės didelės ramybės ląstelės arba mažų ląstelių kompleksas).
Yra tobulų ir netobulų grybų. Tobuli grybai turi seksualinį dauginimosi būdą; jie apima zigomicetus (Zygomycota), ascomycetes (Ascomycota) ir bazidiomicetai (Basidiomycota). Netobuli grybai turi tik aseksualus būdas veisimas; jie apima formalius sąlyginis tipas/ grybų grupė – deuteromicetai (Deiteromycota).
Zygomycetes priklauso apatiniai grybai(be grybiena). Jie apima genties narius Mucor, Rhizopus, Rhizomucor, Absidia, Basidiobolus, Conidiobolus. Paplitęs dirvožemyje ir ore. Jie gali sukelti plaučių, smegenų ir kitų žmogaus organų zigomikozę (mukormikozę).
Nelytiškai dauginantis zigomicetams ant vaisiaus hifos (sporangioforo), susidaro sporangija - sferinis sustorėjimas su apvalkalu, kuriame yra daug sporangiosporų (2.6, 2.7 pav.). Lytinis dauginimasis zigomicetuose vyksta zigosporų pagalba.
Ascomycetes (marsupials) turi pertvarinį grybieną (išskyrus vienaląstes mieles). Pavadinimą jie gavo iš pagrindinio vaisiaus organo – maišelio, arba ascus, kuriame yra 4 arba 8 haploidinės lytinės sporos (askosporos).
Ascomycetes apima atskirus genčių atstovus (teleomorfus). Aspergilas Ir Penicillium. Dauguma grybų genčių Aspergillus, Penicillium yra anamorfai, t.y. veistis tik nepavojingai
Ryžiai. 2.6. Genties grybai Mucor(A.S. Bykovo pav.)
Ryžiai. 2.7. Genties grybai Rhizopus. Sporangijų, sporangiosporų ir rizoidų vystymasis
lyminiu būdu nelytinių sporų - konidijų pagalba (2.8, 2.9 pav.) ir pagal šią savybę priskirtini netobuliems grybams. Genties grybuose Aspergilas vaisius vedančių hifų, konidioforų galuose yra sustorėjimų – sterigmų, filialų, ant kurių susidaro konidijų grandinės („lech pelėsis“).
Genties grybuose Penicillium(racus) vaisinė hifa primena šepetį, nes iš jo (ant konidioforo) susidaro sustorėjimai, išsišakojantys į smulkesnes struktūras - sterigmas, filides, ant kurių yra konidijų grandinės. Kai kurios aspergiliozės rūšys gali sukelti aspergiliozę ir aflatoksikozę, penicilijos gali sukelti peniciliozę.
Ascomycetes atstovai yra genčių teleomorfai Trichophyton, Microsporum, Histoplasma, Blastomyces, taip pat drebulys
Ryžiai. 2.8. Genties grybai Penicillium. Iš filialų tęsiasi konidijų grandinės
Ryžiai. 2.9. Genties grybai Aspergillus fumigatus. Iš filialų tęsiasi konidijų grandinės
Basidiomicetai apima skrybėlių grybai. Jie turi pertvarinį grybieną ir sudaro lytines sporas – bazidiosporas, atsirišdamos nuo bazidžio – grybienos galinės ląstelės, homologiškos ascus. Kai kurios mielės, pavyzdžiui, teleomorfai, yra bazidiomicetai. Cryptococcus neoformans.
Deuteromicetai yra netobuli grybai (netobuli grybai, anamorfiniai grybai, konidiniai grybai). Tai sąlyginis, formalus grybų taksonas, vienijantis grybus, kurie neturi lytinio dauginimosi. Pastaruoju metu vietoj termino „deuteromicetai“ siūloma vartoti terminą „mitosporiniai grybai“ – grybai, besidauginantys nelytinėmis sporomis, t.y. dėl mitozės. Nustatant netobulų grybų lytinio dauginimosi faktą, jie perkeliami į vieną iš žinomų tipų - Ascomycota arba Basidiomycota, suteikiant teleomorfinės formos pavadinimą. Deuteromicetai turi pertvarinį grybieną ir dauginasi tik nelytiniu būdu formuodami konidijas. Deuteromicetai yra netobulos mielės (į mieles panašūs grybai), pavyzdžiui, kai kurie genties grybai Candida paveikiančios odą, gleivines ir Vidaus organai(kandidozė). Jie yra ovalios formos, 2-5 mikronų skersmens, dalijasi pumpurais, formuoja pseudohifus (pseudomicelius) pailgų ląstelių grandinių pavidalu, kartais sudaro hifus. Dėl Candida albicans būdingas chlamidosporų susidarymas (2.10 pav.). Deuteromicetai taip pat apima kitus grybus, kurie neturi lytinio dauginimosi būdo, giminingi gentims Epidermophyton, Coccidioides, Paracoccidioides, Sporothrix, Aspergillus, Phialophora, Fonsecaea, Exophiala, Cladophialophora, Bipolaris, Exerohilum, Wangiella, Alrernaria ir kt.
Ryžiai. 2.10. Genties grybai Candida albicans(A.S. Bykovo pav.)
2.4. Pirmuonių sandara ir klasifikacija
Paprasčiausi priklauso domenui eukarya, gyvūnų karalystė (Gyvūnai) subkaralyste Pirmuonys. Pastaruoju metu buvo siūloma pirmuonius išskirti į karalystės rangą Pirmuonys.
Pirmuonių ląstelė yra apsupta membrana (granuliu) – gyvūnų ląstelių citoplazminės membranos analogu. Jame yra branduolys su branduoline membrana ir branduoliu, citoplazma, kurioje yra endoplazminis tinklas, mitochondrijos, lizosomos ir ribosomos. Pirmuonių dydžiai svyruoja nuo 2 iki 100 mikronų. Dažant pagal Romanovsky-Giemsa, pirmuonių branduolys yra raudonas, o citoplazma yra mėlyna. Pirmuonys juda žiuželių, blakstienų ar pseudopodijų pagalba, kai kurie iš jų turi virškinimo ir susitraukiančias (išskyrimo) vakuoles. Jie gali maitintis dėl fagocitozės arba specialių struktūrų susidarymo. Pagal mitybos tipą jie skirstomi į heterotrofus ir autotrofus. Daugelis pirmuonių (dizenterinė ameba, Giardia, Trichomonas, Leishmania, Balantidia) gali augti maistinėse terpėse, kuriose yra natūralių baltymų ir aminorūgščių. Jų auginimui taip pat naudojamos ląstelių kultūros, vištų embrionai ir laboratoriniai gyvūnai.
Pirmuonių veislė aseksualiai- dvigubas ar daugybinis (šizogonija) dalijimasis, o kai kurie lytiškai (sporogonija). Vieni pirmuonys dauginasi ekstraląsteliniu būdu (Giardia), kiti – viduląsteliniu būdu (Plasmodium, Toxoplasma, Leishmania). Pirmuonių gyvenimo ciklui būdingi etapai – trofozoito stadijos formavimosi ir cistos stadijos. Cistos yra ramybės stadijos, atsparios temperatūros ir drėgmės pokyčiams. Cistos yra atsparios rūgštims Sarcocystis, Cryptosporidium Ir Isospora.
Anksčiau buvo paprasčiausias sukeliantis ligasžmonėms, buvo atstovaujama 4 tipų 1 ( Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora, Microspora).Šie tipai neseniai buvo perklasifikuoti į didesnį skaičių, atsirado naujų sferų - Pirmuonys Ir Chromista(2.2 lentelė). Į naują karalystę Chromista(chromovikai) apėmė kai kuriuos pirmuonius ir grybus (blastocistos, oomycetes ir Rhinosporidium seeberi). Karalystė Pirmuonys apima amebas, žiuželius, sporozojus ir blakstienas. Jie skirstomi į Įvairių tipų, tarp kurių yra amebų, žvynelių, sporozojų ir blakstienų.
2.2 lentelė. Karalystės atstovai Pirmuonys Ir Chromista, medicininės svarbos
1 tipas Sarcomastigophora susidėjo iš potipių Sarcodina Ir Mastigofora. Potipis Sarcodina(sarkodas) apėmė dizenterinę amebą ir potipį Mastigofora(flagellates) - tripanosomos, leišmanijos, giardijos ir trichomonai. Tipas Apicomplexaįtraukta klasė Sporozoa(sporozoa), kuri apėmė maliarijos plazmodiją, toksoplazmą, kriptosporidiją ir kt. Tipas Ciliophora apima balantidijas ir tipą Microspora- mikrosporidijos.
Lentelės pabaiga. 2.2
Amebos yra žmogaus amebiazės – amebinės dizenterijos – sukėlėjas (Entamoeba histolytica), laisvai gyvenančios ir nepatogeniškos amebos ( žarnyno ameba ir pan.). Amebos dauginasi dvinarės nelytiškai. Jų gyvenimo ciklas susideda iš trofozoito stadijos (augančios, mobilios ląstelės, nestabilios) ir cistos stadijos. Trofozoitai juda pseudopodijų pagalba, kurios sugauna ir panardina maistines medžiagas į citoplazmą. Iš
trofozoitą, susidaro cista, kuri yra atspari išoriniai veiksniai. Patekęs į žarnyną, jis virsta trofozoidu.
Žvyneliams būdingas žiuželių buvimas: Leishmania turi vieną žvynelį, Trichomonas – 4 laisvus žvynelius ir vieną žvynelį, sujungtą su trumpa banguota membrana. Jie yra:
Kraujo ir audinių žvyneliai (leishmania - leišmaniozės sukėlėjai; tripanosomos - miego ligos ir Chagas ligos sukėlėjai);
Žarnyno žvyneliai (giardia – giardiazės sukėlėjas);
Urogenitalinių takų žvyneliai (Trichomonas vaginalis – trichomonozės sukėlėjas).
Blakstienas atstovauja balantidijos, kurios pažeidžia žmogaus storąją žarną (balantidiazės dizenterija). Balantidia turi trofozoitinę ir cistinę stadiją. Trofozoitas yra judrus, turi daug blakstienų, plonesnis ir trumpesnis už žvynelius.
2.5. Virusų struktūra ir klasifikacija
Virusai yra mažiausi mikrobai, priklausantys karalystei Virae(iš lat. virusas- aš). Jie neturi ląstelių struktūra ir susideda
Virusų struktūra dėl mažo dydžio tiriama naudojant tiek virionų, tiek jų itin plonų pjūvių elektroninę mikroskopiją. Virusų (virionų) dydis nustatomas tiesiogiai naudojant elektroninę mikroskopiją arba netiesiogiai ultrafiltruojant per filtrus, kurių porų skersmuo žinomas, ultracentrifuguojant. Virusų dydis svyruoja nuo 15 iki 400 nm (1 nm yra lygus 1/1000 mikronų): mažiems virusams, kurių dydis panašus į ribosomų dydį, priskiriami parvovirusai ir poliomielito virusai, o didžiausi virusai raupai(350 nm). Virusai skiriasi virionų, turinčių lazdelių (tabako mozaikos viruso), kulkų (pasiutligės viruso), sferų (poliomielito virusai, ŽIV), gijų (filovirusai), spermatozoidų (daug bakteriofagų) pavidalu.
Virusai stebina vaizduotę savo sandaros ir savybių įvairove. Skirtingai nuo ląstelių genomų, kuriuose yra vienoda dvigrandė DNR, virusų genomai yra labai įvairūs. Yra DNR ir RNR turinčių virusų, kurie yra haploidiniai, t.y. turi vieną genų rinkinį. Tik retrovirusai turi diploidinį genomą. Virusų genome yra nuo 6 iki 200 genų ir jį atstovauja įvairių tipų nukleino rūgštys: dvigrandė, viengrandė, linijinė, apskrita, fragmentuota.
Tarp vienos grandinės RNR turinčių virusų išskiriama genominė pliusinė RNR ir minusinė RNR (RNR poliškumas). Šių virusų RNR pliusas (teigiamas siūlas), be genominės (paveldimos) funkcijos, atlieka informacinės arba matricinės RNR (mRNR, arba mRNR) funkciją; tai baltymų sintezės šablonas užkrėstos ląstelės ribosomose. Pliusinės grandinės RNR yra infekcinė: patekusi į jautrias ląsteles, ji gali sukelti infekcinį pro-
cess. RNR turinčių virusų neigiamas siūlas (neigiamas siūlas) atlieka tik paveldimą funkciją; baltymų sintezei ant neigiamos RNR grandinės sintetinama papildoma grandinė. Kai kurie virusai turi ambipolinį RNR genomą. (Aplinka iš graikų kalbos ambi- iš abiejų pusių, dvigubas papildomumas), t.y. yra pliuso ir minuso RNR segmentai.
Skiriami paprasti virusai (pvz., hepatito A virusas) ir kompleksiniai (pvz., gripo, herpeso, koronavirusai).
Paprasti arba be apvalkalo virusai turi tik nukleorūgštį, susietą su baltymo struktūra, vadinama kapsidu (iš lat. capsa- atvejis). Baltymai, susiję su nukleorūgštimi, yra žinomi kaip nukleoproteinai, o viruso kapsidų baltymų susiejimas su viruso nukleorūgštimi vadinamas nukleokapsidu. Kai kurie paprasti virusai gali sudaryti kristalus (pvz., snukio ir nagų ligos virusas).
Kapsidas apima pasikartojančius morfologinius subvienetus – kapsomerus, sudarytus iš kelių polipeptidų. Viriono nukleorūgštis prisijungia prie kapsidės ir sudaro nukleokapsidę. Kapsidas apsaugo nukleorūgštį nuo skilimo. Paprastuose virusuose kapsidas yra susijęs su prisijungimu (adsorbcija) prie ląstelės-šeimininkės. Paprasti virusai palikti ląstelę dėl jos sunaikinimo (lizės).
Sudėtingi, arba apvalkaliniai, virusai (2.11 pav.), be kapsido, turi membraninį dvigubą lipoproteininį apvalkalą (sinonimas: superkapsidas arba peplos), kuris įgyjamas per ląstelės membraną pumpuruojant virioną, pavyzdžiui, per plazminė membrana, branduolio membrana arba endoplazminė tinklelio membrana. Viruso apvalkale yra glikoproteinų šuoliai,
arba dygliai, pelenų matuokliai. Apvalkalo sunaikinimas eteriu ir kitais tirpikliais inaktyvuoja sudėtingus virusus. Po kai kurių virusų apvalkalu yra matricos baltymas (M-baltymas).
Virionai turi spiralinę, ikosaedrinę (kubinę) arba sudėtingą kapsidės (nukleokapsidės) simetriją. Sraigtinis simetrijos tipas atsiranda dėl spiralinės nukleokapsidės struktūros (pavyzdžiui, gripo virusuose, koronavirusuose): kapsomerai yra sukrauti spirale kartu su nukleorūgštimi. Ikozaedrinė simetrijos rūšis atsiranda dėl to, kad iš kapsidės, kurioje yra virusinės nukleino rūgšties (pavyzdžiui, herpeso viruse), susidaro izometrinis tuščiaviduris kūnas.
Kapsidas ir apvalkalas (superkapsidas) apsaugo virionus nuo aplinkos poveikio, lemia jų receptorių baltymų selektyvią sąveiką (adsorbciją) su tam tikra
Ryžiai. 2.11. Apvalkalų virusų, turinčių ikosaedrinę (a) ir spiralinę (b) kapsidę, struktūra
ląstelės, taip pat antigeninės ir imunogeninės virionų savybės.
Vidinės virusų struktūros vadinamos šerdimi. Adenovirusų šerdį sudaro į histoną panašūs baltymai, susiję su DNR, o reovirusuose – iš vidinės kapsidės baltymų.
Laureatas Nobelio premija D. Baltimoras pasiūlė Baltimorės klasifikavimo sistemą, pagrįstą mRNR sintezės mechanizmu. Pagal šią klasifikaciją virusai skirstomi į 7 grupes (2.3 lentelė). Tarptautinis virusų taksonomijos komitetas (ICTV) priėmė universalią klasifikavimo sistemą, kurioje naudojamos taksonominės kategorijos, tokios kaip šeima (pavadinimas baigiasi viridae), pošeimis (vardas baigiasi virinae), gentis (vardas baigiasi virusas). Viruso tipas negavo dvejetainio pavadinimo, kaip ir bakterijos. Virusai skirstomi pagal nukleino rūgšties (DNR arba RNR) tipą, struktūrą ir grandžių skaičių. Juose yra dvigrandžių arba viengrandžių nukleino rūgščių; teigiamas (+), neigiamas (-) nukleorūgščių poliškumas arba mišrus nukleorūgščių poliškumas, ambipolinis (+, -); linijinė arba apskrita nukleorūgštis; suskaidyta arba nefragmentuota nukleorūgštis. Taip pat yra virionų dydis ir morfologija, kapsomerų skaičius ir nukleokapsidės simetrijos tipas, apvalkalo (superkapsidės) buvimas, jautrumas eteriui ir deoksicholatui, dauginimosi vieta ląstelėje, antigeninės savybės ir kt. atsižvelgiama į.
2.3 lentelė. Pagrindiniai medicininės svarbos virusai
Lentelės tęsinys. 2.3
Lentelės pabaiga. 2.3
Virusai užkrečia gyvūnus, bakterijas, grybus ir augalus. Virusai, būdami pagrindiniai žmonių infekcinių ligų sukėlėjai, taip pat dalyvauja kancerogenezės procesuose, gali būti perduodami. Skirtingi keliai, įskaitant per placentą (raudonukės virusas, citomegalovirusas ir kt.), pažeidžiantis žmogaus vaisių. Jie taip pat gali sukelti poinfekcinių komplikacijų – miokardito, pankreatito, imunodeficito ir kt.
Neląstelinės gyvybės formos, be virusų, apima prionus ir viroidus. Viroidai yra mažos žiedinės, superspiralinės RNR molekulės, neturinčios baltymų ir sukeliančios augalų ligas. Patologiniai prionai yra infekcinės baltymų dalelės, sukeliančios ypatingas konformacines ligas, pasikeitusios normalios ląstelės prionų baltymo struktūrai. PrP c), kurio yra gyvūnų ir žmonių organizme. PrP su atlieka reguliavimo funkcijas. Jį koduoja normalus priono genas (PrP genas), esantis 20-osios žmogaus chromosomos trumpojoje rankoje. Prioninės ligos yra užkrečiamos spongiforminės encefalopatijos(Creutzfeldt-Jakob liga, kuru ir kt.). Šiuo atveju priono baltymas įgauna kitą, infekcinė forma, žymimas kaip PrP sc(sc iš skrepi liga- skrepi – avių ir ožkų prioninė infekcija). Šis infekcinis priono baltymas yra panašus į fibrilę ir skiriasi nuo įprasto priono baltymo savo tretine arba ketvirtine struktūra.
Savęs lavinimo (savikontrolės) užduotys
A. Pavadinkite mikrobus, kurie yra prokariotai:
2. Virusai.
3. Bakterijos.
4. Prionai.
B. Išvardykite prokariotinės ląstelės savybes:
1. Ribosomos 70S.
2. Peptidoglikano buvimas ląstelės sienelėje.
3. Mitochondrijų buvimas.
4. Diploidinis genų rinkinys.
IN. Išvardykite peptidoglikano komponentus:
1. Teichoinės rūgštys.
2. N-acetilgliukozaminas.
3. Lipopolisaridas.
4. Tetrapeptidas.
G. Atkreipkite dėmesį į gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės struktūrines ypatybes:
1. Mezodiaminopimelio rūgštis.
2. Teicho rūgštys.
4. Porino baltymai.
D.Įvardykite sporų funkcijas bakterijose:
1. Išsaugokite vaizdą.
2. Atsparumas karščiui.
3. Substrato nusėdimas.
4. Dauginimasis.
1. Riketija.
2. Aktinomicetai.
3. Spirochetes.
4. Chlamidijos.
IR.Įvardykite aktinomicetų ypatybes:
1. Jie turi karščiui nestabilių sporų.
2. Gramteigiamos bakterijos.
3. Nėra ląstelės sienelės.
4. Turėkite susuktą formą.
Z.Įvardykite spirochetų ypatybes:
1. Gramneigiamos bakterijos.
2. Jie turi motorinį fibrilinį aparatą.
3. Jie yra susuktos formos.
IR. Pavadinkite pirmuonis, turinčius viršūninį kompleksą, leidžiantį jiems prasiskverbti į ląstelę:
1. Maliarinė plazmodija.
3. Toksoplazma.
4. Cryptosporidium.
KAM. vardas skiriamasis bruožas sudėtingi virusai:
1. Dviejų tipų nukleino rūgštys.
2. Lipidinės membranos buvimas.
3. Dvigubas kapsidas.
4. Nestruktūrinių baltymų buvimas. L. Pažymėkite aukštesnius grybus:
1. Mucor.
2. Candida.
3. Penicillium.
4. Aspergilas.
Bakterijos yra mikroorganizmai, kuriuos galima pamatyti tik pro mikroskopą, dauguma jų yra vienaląsčiai ir judrūs dėl žvynelių buvimo.
Skirtingose rūšyse ląstelės forma skiriasi. Dažnesnės yra bakterijos, kurios gali būti priskirtos šioms formoms: sferinės - kokos; lazdelės formos tiesios - bacilos ir bakterijos; strypo formos išlenktas - vibrios; spirale susuktas – spirilė. Bakterijos ląstelė susideda iš membranos, kurioje yra protoplazma, o kartais ir vakuolės. Tinkamai nudažius protoplazmą, galima rasti kūnų, primenančių branduolius, bet galbūt neatitinkančius kitų organizmų ląstelių branduolių. Dauguma bakterijų yra bespalvės, kai kurios turi raudonų ir žalių pigmentų.
Daugelis bakterijų, ypač lazdelės formos, o kai kurios sferinės, formuoja sporas (endosporas), kurios vystosi protoplazminio turinio tirštėjančioje dalyje ir yra aprūpintos jų paviršiumi tankiu, sunkiai prasiskverbiamu apvalkalu. Šis apvalkalas suteikia sporoms didesnį atsparumą nepalankioms sąlygoms. išorinės sąlygos ir jie išlieka gyvybingi labai ilgai. At palankiomis sąlygomis sporos auga, išsivysto į naują vegetatyvinę ląstelę.
Bakterijos dauginasi skersiniu ląstelių dalijimusi į dvi, o intervalas tarp dviejų dalijimųsi dažnai būna tik pusvalandis, todėl dauginimosi greičiu jos gerokai lenkia visus kitus organizmus.
Dauguma bakterijų maitinasi heterotrofiškai, tai yra, savo poreikius patenkina gatavų organinių medžiagų sąskaita, ir tik kelioms būdinga autotrofinė mityba anglies dvideginyje esančios anglies sąskaita. Kalbant apie mitybą azotu, kai kuriems iš šių mikrobų reikia organinio azoto, o dauguma gali pasitenkinti amonio ir nitratiniu azotu, o kai kurie gali pasisavinti elementinį azotą.
Dauguma bakterijų yra aerobiniai organizmai, kai kurios gali vystytis tik esant pakankamai deguonies aplinkoje, tačiau taip pat žinomos anaerobinės bakterijos; jiems nereikia deguonies. Jie yra labai dažni, ypač ten, kur yra organinės medžiagos, kuriuos jie sunaikina, sudarydami įvairius skilimo ar rūgimo būdus. Daugelis mikrobų parazituoja augalų ar gyvūnų organizmuose. Daugelis yra infekcinių ligų sukėlėjai, pavyzdžiui, tuberkuliozė, vidurių šiltinė, cholera, maras, difterija. Kiti užtikrina labai svarbius žmogaus gyvenimo procesus ( Skirtingos rūšys fermentacija, azoto kaupimasis dirvožemyje mazgelių bakterijos), jau nekalbant apie tai, kad be jų dalyvavimo neįsivaizduojamas dirvožemio formavimosi procesas ir medžiagų cirkuliacija gamtoje. Kai kurie mikroorganizmai turi tiesioginę reikšmę medicinoje, pavyzdžiui, tie, nuo kurių stiprūs
Bakterijos išsiskiria šiomis savybėmis:
- morfologinis;
- tinctorial;
- fiziologinis;
- kultūrinis;
- biocheminis;
- antigeninis;
- molekulinė genetinė.
Morfologiniai požymiai
Bakterijos – daugiausia. Prokariotinės ląstelės struktūra labai skiriasi nuo grybų, augalų ir gyvūnų ląstelių struktūros. Jie neturi branduolinės membranos, mitochondrijų, Golgi aparato. Bakterijų ląstelėje išskiriami šie elementai:
- paviršiaus struktūros;
- ląstelės membrana;
- citoplazma su nukleotidu.
Paviršinės struktūros vadinamos dariniais, esančiais už citoplazminės membranos ribų. Tai apima kapsulę, gleivinę, apvalkalą, ląstelės sienelę, žvynelius, gaurelius.
Norint apsaugoti bakteriją nuo aplinkos poveikio, reikalinga kapsulė, apvalkalas ar gleivių sluoksnis. Jie apsaugo nuo įvairių cheminių medžiagų, apsaugo nuo išdžiūvimo, trukdo fagams prasiskverbti. Skrandyje gyvenančias bakterijas saugo speciali gleivinė medžiaga, apsauganti ląstelę nuo perchloro rūgšties, skrandžio sulčių fermentų poveikio.
Flagella nustato gebėjimą judėti. Jų skaičius, vieta yra pastovi, todėl į juos atsižvelgiama sisteminant prokariotus.
Jie gali būti bakterijos ląstelės poliuose arba poliarinėje srityje. Pagal prieinamumą vieta skirstoma į:
- monotrichas - vienas žiuželis yra ląstelės ašigalyje (cholera vibrio);
- lophotrichous - žiuželių pluoštas, esantis vienoje pusėje (Pseudomonas aeruginosa);
- amfitrichas - žiuželių ryšuliai yra skirtinguose bakterinės ląstelės poliuose (spirilėje);
- peritrichozinė – žvyneliai, pasiskirstę visame ląstelės paviršiuje (salmonelės).
Ląstelės sienelė yra tiesiai po kapsule, gleiviniu sluoksniu ar apvalkalu.
Bakterijos ląstelės viduje yra citoplazmos, organelių ir nukleotidų. Nuo kitų prokariotų, tarp kurių yra cianobakterijų karalystė, jie skiriasi tuo, kad juose nėra chlorofilo.
Bakterijos klasifikuojamos pagal jų formą. Jie gali būti sferiniai (kokai, diplokokai, strepto-, stafilokokai), cilindriniai (stypeliai), spiraliniai (spirochetos, spirilės, vibrionai).
Tinktiniai ženklai (ryšys su specialiais dažais)
Ziehl-Nelson metodas taikomas aptikti rūgštims ir alkoholiui atsparias Mycobacterium tuberculosis, raupsų sukėlėjus, bakterijas, kurios prisideda prie skrandžio opų išsivystymo.
Spirochetų ir virusinių inkliuzų išskyrimui naudojamas Morozovo sidabravimo metodas.
Romanovsky-Giemsa beicas naudojamas bakterijoms, grybeliams ir pirmuoniams identifikuoti. Dažymui naudojami kompleksiniai dažai, kurie skirtingų tipų mikroorganizmus nudažo skirtingomis spalvomis.
Fiziologiniai požymiai
Fiziologiniai požymiai apima:
- biocheminis;
- kultūrinis.
Biocheminiai požymiai
Bakterijų tipai išskiriami pagal biocheminius parametrus (pagal išskiriamus fermentus, mitybą, kvėpavimą). Pavyzdžiui, skrandyje gyvenanti Helicobacter pylori sugeba išskirti paslaptį, skatinančią opų atsiradimą. Todėl, atsiradus opos simptomams, skiriamas bakterijų tyrimas. Sergant ligomis, kurias sukelia infekcija, ypač vaikams, apsinuodijama toksinais, kuriuos išskiria mikroorganizmai. Prie kai kurių pridedama bakterijų fermentų skalbimo milteliai. Naudojamas acto, pieno rūgščių junginiams gauti.
Ypatingą reikšmę nustatant infekciją turi kvėpavimo tipas. Išskirti:
- privalomos anaerobinės bakterijos. Deguonis jiems yra toksiškas. Jiems kvėpuoti reikia nitratų, sulfatų ar fumaratų. Jie gyvena beorėje erdvėje. Įtakoja skrandį, žarnyną, Urogenitalinė sistema. Ypač pavojingos yra infekcijos, sukeliančios botulizmą, stabligę, dujų gangreną.
- privalomi aerobai. Jie gali egzistuoti tik esant deguoniui. Atitinkamai, jie yra ligų sukėlėjai Kvėpavimo sistema, suaugusiųjų ir vaikų odos ligos.
- fakultatyviniai anaerobai. Tai apima kai kurias bakterijų ir grybų rūšis, kurioms augti ir daugintis nereikia deguonies.
Pagal mitybos tipą bakterijos skirstomos į:
- autotrofai;
- heterotrofai.
Kai kurios bakterijos yra normali mikrofloraŽmogaus kūnas. Tokiu atveju ligas gali sukelti sumažėjęs skaičius naudingų bakterijų. Taigi, vartojant antibiotikus, sumažėja E. coli kiekis, todėl atsiranda skrandžio ar žarnyno sutrikimų. Saprofitai neleidžia vystytis patogeniniai mikroorganizmai, sumažėjus bakterijų skaičiui, gali prasidėti patogeninių grybų rūšių sukeltos ligos.
kultūros ženklai
Atsižvelgiant į mitybos tipą, buveinę, bakterijos išsiskiria kultūrinėmis savybėmis.
Norint nustatyti, kokiam mikroorganizmų tipui priklauso, atliekama sėja. Bakterijų tyrimams gali būti naudojamos ne tik odos dalelės, seilės, skrepliai, bet ir skrandžio turinys.
Pavyzdžiui, esant vaikų ir suaugusiųjų tonzilito simptomams, mikrobiologinis tyrimas yra privalomas. Nuimkite steriliu medvilniniu tamponu balta danga ant gerklės. Sodinama į specialias Petri lėkštes. Tada žiūrima, kurioje maistinėje terpėje mikroorganizmai geriausiai dauginasi, jų išsidėstymą (išsklaidytus pavieniuose taškuose ar susitelkusius vienoje vietoje). Didelę reikšmę turi ir bakterijų kolonijos spalva bei dydis.
Nustatę vaikų ir suaugusiųjų ligą sukėlusios infekcijos tipą, jie analizuoja padermės atsparumą antibiotikams. Tada paskiriamas tinkamas gydymas.
Antigeninės savybės
Nustatykite bakterijų kultūros tipą, atlikdami kraujo tyrimą. Juk sergant infekcijos sukelta liga mūsų organizmas išskiria ligos sukėlėjo antikūnus. Nustačius jų buvimą, nustatoma ligą sukėlusių mikroorganizmų padermė.
Norint nustatyti ligą sukėlusios infekcijos tipą, atliekamas kraujo serumo tyrimas dėl antikūnų ar antigeno buvimo – serologinės reakcijos. Jie naudojami:
- toksinams, antigenams naudojant imunodiagnostinį serumą;
- aptikti antikūną naudojant žinomą antigeną.
Įtarus, atliekama serologinė analizė paslėpta forma liga. Ištirkite žmones, kurie turėjo kontaktą su užsikrėtusiu asmeniu, kad nustatytumėte ligą ankstyvosiose stadijose.
Kartais žmogus gali nesusirgti pats, o tapti nešioju. Arba infekcijos sukelta liga praeina be simptomų, yra lėtinė.
Tuberkuliozei diagnozuoti skiriama vaikams odos testas- Mantoux testas. Jo įgyvendinimui naudojamas sausas tuberkulinas (bakterijų likučių ekstraktas). Pastebimas paraudimas, odos patinimas, jei vaiko organizme yra antikūnų prieš Kocho lazdelę. Jie gaminami tik esant infekcijai.
Molekulinės genetinės savybės
Mikroorganizmų diferenciacijos pagal genetines savybes pagrindas yra esminis genų struktūros skirtumas. Taigi virusuose ir faguose paveldima medžiaga yra uždaryta 1 DNR arba RNR molekulėje. Pirmuoniuose ir grybuose chromosomos yra ląstelės branduolys. Bakterijos genetinis aparatas skiriasi tuo, kad:
- Chromosoma yra citoplazmoje. Jį sudaro 3000 genų.
- DNR turinys keičiasi, gali padidėti. Šis unikalus gebėjimas reguliuoja dauginimosi greitį, o tai teigiamai veikia rūšies išlikimą.
- Paveldima informacija yra chromosomos ir plazmidžių genuose.
- Informacijos perdavimas vyksta vertikaliai (iš motininės ląstelės į dukterinę ląstelę), horizontaliai (bakterijos gali keistis genais tarpusavyje). Taigi, mutacijos genai perkeliami iš vienos bakterijos ląstelės į kitą. Pavyzdžiui, vienas turėjo teigiamą genų mutacija kurie užtikrino atsparumą antibiotikams infekcijai. Keičiant informaciją su kitomis bakterijomis, kita kolonija gaus tą patį gebėjimą.
Pasireiškus ligos simptomams, įtarus, kad ją sukėlė bakterijos, būtina atlikti tyrimą, kurio tikslas – diferencijuoti ligos sukėlėjus, nustatyti atsparumą antibiotikams.
Jei nustatomas infekcinis ligos pobūdis, reikia atsiminti, kad bakterijos gali sukelti epidemijas. Dėl silpnas imunitetas užkrečiamos ligos dažniausiai nukenčia vaikai. Siekiant užkirsti kelią ligos plitimui, imamasi kelių priemonių:
- Jei mokyklose ar darželiuose įvyksta keli susirgimų atvejai, siekiant nesukelti pavojaus kitiems vaikams, įstaigos uždaromos karantinui.
- Prevencijai rimtos ligos, kuris gali sukelti mirtina baigtis rekomenduojama paskiepyti vaikus.
- Protrūkio metu nerekomenduojama lankytis socialiniuose renginiuose.
- Vaikai ir suaugusieji, ypač sergant sezoninėmis ligomis, turi vartoti imunostimuliuojančius vaistus.
Diagnozuojant infekcijos sukeltas ligas, būtina atsižvelgti į pagrindines. Jie skiriasi struktūra, ląstelių forma, mitybos ir kvėpavimo tipais. Atliekant mikrobiologiniai tyrimai, būtina atlikti Gramo dažymą, pasėti ant maistinių medžiagų (nustatyti kultūros ypatybes). Kartais skiriamas serologinis tyrimas (kraujo serumo tyrimas nustato antigeno ar antikūnų buvimą). Taip pat atliekamas molekulinis genetinis tyrimas, pagrįstas nukleotido struktūros ir vietos skirtumais.