Bakterie to ogromny i nie do końca poznany świat, który otacza człowieka na każdym kroku. Są to te, które mają własną strukturę i wykonują różne funkcje. Sądząc po dostępnych zdjęciach, formacje bakteryjne mogą tworzyć kolonie różne kształty. Wiele osób uważa je za patogeny. różne choroby jak wirusy i nie ma z nich żadnych korzyści. Jest to jednak błędna opinia, ponieważ istnieją tak zwane żywe bakterie, a ich nazwy są banalne i rozpoznawalne.
Nazwy organizmów mikroflory jelitowej
Oprócz bakterii znajdujących się w żywności istnieje kategoria bakterii jednokomórkowych, które prawie nigdy nie opuszczają ludzkiego jelita. Jeśli spojrzysz na ich zdjęcia zrobione pod mikroskop elektronowy, widać chaotycznie ułożone łańcuchy i pojedyncze komórki o różnych kształtach.
Naukowcy rozróżniają dwie szerokie kategorie, z których każda składa się z kilku szczepów i gatunków. To żywe bakterie jelitowe - ich nazwy w języku rosyjskim brzmią jak „bifidobacterium” i „lactobacillus”. Na zdjęciu wykonanym w powiększeniu można bliżej zapoznać się z tymi mieszkańcami żołądka i jelit.
- kij bułgarski;
- bakterie kwasu mlekowego casei;
- paciorkowiec termofilny;
- Leuconostok lactis;
- Bacillus acidophilus.
W oddzielna grupa naukowcy izolują pałeczki kwasu mlekowego zwane reuteri - które są integralną częścią przewodu pokarmowego ssaków, w tym człowieka. Są identyfikowane z pałeczkami kwasu mlekowego. Na powiększonym zdjęciu pod mikroskopem można zobaczyć ciekawe formy z wici, które prawie nigdy nie są w spoczynku.
Bifidobakterie dzielą się na następujące typy:
- kątowy;
- zwierzęcy;
- bifidum;
- długi;
- planetoida;
- subtelny;
- magnum.
W sumie wyróżnia się około 35 nazw odmian tej kategorii żywych bakterii. Powyższe są najczęściej stosowane w produkcji fermentowanych produktów mlecznych dla dorosłych i dzieci.
Na szczególną uwagę zasługują Animalis i Bifidum. Pierwszy mikroorganizm ma kilka szczepów, na zdjęciu widać ich kształt - w kształcie pręta, lekko zakrzywiony. Drugie bakterie to potężni antagoniści, którzy mogą hamować działanie leków.
Probiotyki: właściwości i wpływ na organizm
Żywe bakterie to szeroka kategoria, a jedna z ich odmian nazywana jest probiotykami. W niektórych przypadkach probiotyki to nazwa wielu produktów kwasu mlekowego, jogurtów, nasyconych tymi mikroorganizmami. Aby żywe drobnoustroje zachowały swoje właściwości, potrzebują kwaśne środowisko. Formacje jednokomórkowe, które można lepiej poznać na zdjęciu, są identyczne z wieloma naturalnymi osadnikami w ludzkim żołądku.
A to daleko pełna lista co ma do zaoferowania współczesny przemysł farmaceutyczny. Konwencjonalnie są to narkotyki, ponieważ mają efekt terapeutyczny na organizm ludzki, normalizując mikroflorę i wzmacniając układ odpornościowy. Jednocześnie, jeśli takie preparaty są badane pod mikroskopem, na zdjęciu można zobaczyć organizmy w kształcie pręcików i owalne. Komórki są w stanie ciągły ruch, zdecydowana większość z nich ma wici do swobodnego poruszania się w płynnym ośrodku.
Wszystko leki z bakteriami mają otoczkę, dzięki czemu mikroorganizmy nie rozpoczynają swojej życiowej aktywności, dopóki nie dostaną się do jelita. Nie jest szkodliwy dla zdrowia i szybko się rozpuszcza, rozkładając na cząsteczki. Wybierając te leki Specjalna uwaga musisz zwrócić uwagę na przeciwwskazania. Niektórych aktywnych bakterii nie powinny spożywać kobiety w ciąży lub w okresie laktacji, alergicy. Nie zaleca się również przekraczania dawki: miliony drobnoustrojów żyją w żołądku i mogą wchodzić w konflikt z „przybyszami”.
Dodatkowy zakres żywych bakterii
Wszyscy właściciele prywatnych działek borykają się z problemem zatkania szamba. Wcześniej do jej czyszczenia i eliminacji nieprzyjemnych zapachów używano wybielacza. Naprawdę, nieprzyjemny zapach zniknął, ale na jego miejscu zadomowił się silniejszy duch chloru.
Ostatnio używany metoda biologiczna czyszczenie szamb - żywe bakterie. Substancja zawiera również enzymy (lipazę, celulozę) i inne. Składniki aktywne. Nie szkodzą zdrowiu ludzkiemu, nie wydzielają szkodliwych oparów. Małe ruchome organizmy prokariotyczne spełniają tylko swoją funkcję - rozkładają materię organiczną, zmniejszając jej objętość. Szambo będzie zawierało znacznie mniej chorobotwórczych pałeczek i mikroorganizmów, a ludzi przebywających na miejscu nie będzie nawiedzać nieprzyjemny zapach.
Żywe bakterie to skarbnica korzyści zarówno dla organizmu człowieka, jak i jego życia. Ich koszt jest niski (nawet w produkt końcowy) i oceniaj dalej osobiste doświadczenie skuteczność można osiągnąć w ciągu kilku godzin.
To prawda, bakterie), mikroorganizmy o strukturze komórkowej typu prokariotycznego: ich aparat genetyczny nie jest zamknięty w jądrze komórkowym izolowanym przez błonę.
Rozmiary i kształty komórek. Większość bakterii jest Jednokomórkowe organizmy 0,2-10,0 µm wielkości. Wśród bakterii są też „karły”, tzw. nanobakterie (około 0,05 mikrona) oraz „olbrzymy”, na przykład bakterie z rodzaju Achromatium i Macromonas (długość do 100 mikronów), zasiedlające jelita ryba chirurg Epulopiscium fishelsoni (długość do 600 mikronów) i odizolowana od wybrzeża wody morskie Namibia i Chile Thiomargarita namibiensis (do 800 µm). Częściej komórka bakteryjna ma postać pręta, kulistego (ziarniaki) lub zwiniętego (wibratory, spiryle i krętki). Znaleziono gatunki z komórkami trójkątnymi, kwadratowymi, gwiaździstymi i płaskimi (w kształcie talerza). Niektóre bakterie zawierają wyrostki cytoplazmatyczne - protezę. Bakterie mogą być pojedyncze, tworzyć pary, krótkie i długie łańcuchy, klastry, tworzyć pakiety 4, 8 lub więcej komórek (sarcyny), rozety, sieci i grzybnie (promieniowce). Znany także formy wielokomórkowe, tworząc proste i rozgałęzione włoski (mikrokolonie). Istnieją zarówno bakterie ruchliwe, jak i nieruchome. Te pierwsze najczęściej poruszają się za pomocą wici, czasem przesuwając komórki (myksobakterie, sinice, krętki itp.). Znany jest również ruch „skokowy”, którego natura nie została wyjaśniona. Dla form ruchomych opisano zjawiska aktywnego ruchu w odpowiedzi na działanie czynników fizycznych lub chemicznych.
Skład chemiczny i budowa komórek. Komórka bakteryjna to zwykle 70-80% wody. W suchej pozostałości białko stanowi 50% składników Ściana komórkowa 10-20%, RNA 10-20%, DNA 3-4% i lipidy 10%. Jednocześnie średnio zawartość węgla wynosi 50%, tlenu 20%, azotu 14%, wodoru 8%, fosforu 3%, siarki i potasu po 1%, wapnia i magnezu po 0,5% oraz żelaza 0,2%.
Z nielicznymi wyjątkami (mykoplazmy), komórki bakteryjne są otoczone ścianą komórkową, która określa kształt bakterii i pełni ważne funkcje mechaniczne. funkcje fizjologiczne. Jego głównym składnikiem jest złożona biopolimerowa mureina (peptydoglikan). W zależności od składu i struktury ściany komórkowej bakterie zachowują się inaczej po barwieniu zgodnie z metodą H. K. Grama (duńskiego naukowca, który zaproponował metodę barwienia), która posłużyła za podstawę do podziału bakterii na Gram-dodatnie, Gram-ujemne i pozbawione ściany komórkowej (na przykład mykoplazmy). Te pierwsze wyróżniają się dużą (do 40 razy) zawartością murein i grubą ścianą; u Gram-ujemnych jest znacznie cieńszy i jest pokryty na zewnątrz zewnętrzną błoną składającą się z białek, fosfolipidów i lipopolisacharydów i najwyraźniej bierze udział w transporcie substancji. Wiele bakterii na powierzchni ma kosmki (fimbrie, pilusy) i wici, które zapewniają ich ruch. Często ściany komórkowe bakterii otoczone są śluzowymi torebkami o różnej grubości, utworzonymi głównie przez polisacharydy (czasami glikoproteiny lub polipeptydy). Szereg bakterii znalazło również tzw. S-layers (z angielskiego surface – surface), wyściółkę powierzchnia zewnętrzna Ściana komórkowa równomiernie upakowane struktury białkowe o prawidłowej formie.
Błona cytoplazmatyczna, która oddziela cytoplazmę od ściany komórkowej, służy jako bariera osmotyczna komórki, reguluje transport substancji; zachodzą w nim procesy oddychania, wiązania azotu, chemosyntezy itp. Często tworzy inwagacje - mezosomy. Biosynteza ściany komórkowej, sporulacja itp. Są również związane z błoną cytoplazmatyczną i jej pochodnymi. Wici, przyczepione jest do niego genomowe DNA.
Komórka bakteryjna jest zorganizowana dość prosto. W cytoplazmie wielu bakterii występują inkluzje reprezentowane przez różnego rodzaju pęcherzyki (pęcherzyki) powstałe w wyniku wgłobienia błona cytoplazmatyczna. Bakterie fototroficzne, nitryfikacyjne i metanoutleniające charakteryzują się rozwiniętą siecią błon cytoplazmatycznych w postaci niepodzielnych pęcherzyków przypominających eukariotyczną grana chloroplastową. W komórkach niektórych bakterii żyjących w wodzie znajdują się wakuole gazowe (aerosomy), które działają jako regulatory gęstości; wiele bakterii ma inkluzje substancji rezerwowych - polisacharydy, poli-β-hydroksymaślan, polifosforany, siarkę itp. W cytoplazmie znajdują się również rybosomy (od 5 do 50 tys.). Niektóre bakterie (na przykład wiele sinic) mają karboksysomy - ciała zawierające enzym biorący udział w wiązaniu CO2. Tak zwane parasporalne ciała niektórych bakterii tworzących przetrwalniki zawierają toksynę, która zabija larwy owadów.
Genom bakteryjny (nukleoid) jest reprezentowany przez kolistą cząsteczkę DNA, często nazywaną chromosomem bakteryjnym. Genom bakteryjny charakteryzuje się asocjacją wielu funkcjonalnie powiązanych genów w tak zwane operony. Ponadto w komórce mogą znajdować się pozachromosomalne elementy genetyczne - plazmidy DNA, które niosą kilka genów przydatnych dla bakterii (w tym geny oporności na antybiotyki). Może istnieć autonomicznie lub być czasowo włączony do chromosomu. Ale czasami, w wyniku mutacji, to DNA traci zdolność do opuszczania chromosomu i staje się stałym składnikiem genomu. Pojawienie się nowych genów może być również spowodowane transferem genetycznym w wyniku jednokierunkowego transferu DNA z komórki dawcy do komórki biorcy (analogicznie do procesu płciowego). Transfer taki może nastąpić poprzez bezpośredni kontakt dwóch komórek (koniugacja), przy udziale bakteriofagów (transdukcja) lub poprzez wprowadzenie genów do komórki z otoczenie zewnętrzne bez kontaktu międzykomórkowego. Wszystko to ma ogromne znaczenie dla mikroewolucji bakterii i nabywania przez nie nowych właściwości.
reprodukcja. Większość bakterii rozmnaża się przez podział na dwie części, rzadziej przez pączkowanie, a niektóre (na przykład promieniowce) - za pomocą egzospor lub fragmentów grzybni. Znana metoda wielokrotnego podziału (z tworzeniem małych komórek rozrodczych - baeocytów w wielu sinicach). Wielokomórkowe prokarioty mogą rozmnażać się poprzez oddzielenie jednej lub więcej komórek od trichomów. Niektóre bakterie charakteryzują się złożonym cyklem rozwojowym, podczas którego może zmieniać się morfologia komórki i tworzyć formy spoczynkowe: cysty, przetrwalniki, akinety. Myxobacteria są w stanie tworzyć owocniki, często o dziwacznych konfiguracjach i kolorach.
Charakterystyczną cechą bakterii jest zdolność do szybkiego namnażania się. Na przykład czas podwojenia komórki coli (Escherichia coli) wynosi 20 minut. Obliczono, że potomstwo jednej komórki w przypadku nieograniczonego wzrostu przekroczyłoby masę Ziemi 150 razy już po 48 godzinach.
warunki życia. Bakterie przystosowały się do różne warunki istnienie. Mogą rozwijać się w zakresie temperatur od -5 (i niższych) do 113 °C. Wśród nich są: psychrofile rosnące w temperaturach poniżej 20°C (np. dla Bacillus psichrophilus graniczna temperatura wzrostu to -10°C), mezofile (optymalny wzrost w temp. ° C), ekstremalnie termofilne (70 ° C) i hipertermofilne (80 ° C i więcej). Zarodniki niektórych gatunków bakterii wytrzymują krótkotrwałe ogrzewanie do 160-180 °C i długotrwałe chłodzenie do -196 °C i poniżej. Niektóre bakterie są na nie wyjątkowo odporne promieniowanie jonizujące i żyją nawet w wodzie obwodów chłodzących reaktor nuklearny(Deinococcus radiodurans). Szereg bakterii (barofile lub piezofile) dobrze znosi ciśnienie hydrostatyczne do 101 tys. pewne rodzaje nie rosną przy ciśnieniach poniżej 50 000 kPa. Jednocześnie istnieją bakterie, które nie są w stanie wytrzymać nawet niewielkiego wzrostu ciśnienia atmosferycznego. Większość gatunków bakterii nie rozwija się, jeśli stężenie soli (NaCl) w podłożu przekracza 0,5 mol/l. Optymalne warunki dla rozwoju umiarkowanych i skrajnych halofilów obserwuje się w pożywkach o stężeniach NaCl odpowiednio 10 i 30%; mogą rosnąć nawet w nasyconych roztworach soli.
Z reguły bakterie preferują neutralne warunki środowiskowe (pH około 7,0), chociaż istnieją zarówno skrajne kwasofile zdolne do wzrostu przy pH 0,1-0,5, jak i alkalifile, które rozwijają się przy pH do 13,0.
Zdecydowana większość badanych bakterii to tlenowce. Niektóre z nich mogą rosnąć tylko przy niskim stężeniu O 2 - do 1,0-5,0% (mikroaerofile). Fakultatywne beztlenowce rosną zarówno w obecności O2, jak i pod jego nieobecność; są w stanie przełączyć metabolizm z oddychania tlenowego na fermentację lub oddychanie beztlenowe (enterobakterie). Wzrost beztlenowców tolerujących powietrze nie jest hamowany w obecności niewielkiej ilości O 2 , ponieważ nie wykorzystują go w procesie życia (na przykład bakterie kwasu mlekowego). Dla bezwzględnych beztlenowców nawet śladowe ilości O 2 w środowisku są szkodliwe.
Wiele bakterii przeżywa niekorzystne warunkiśrodowisku, tworząc formy spoczynkowe.
Większość bakterii wykorzystujących związki azotu z reguły wykorzystuje jego formy zredukowane (najczęściej sole amonowe), niektóre potrzebują gotowych aminokwasów, inne przyswajają także jego formy utlenione (głównie azotany). Znaczna liczba wolno żyjących i symbiotycznych bakterii jest w stanie wiązać azot cząsteczkowy (patrz artykuł Wiązanie azotu). Fosfor wchodzący w skład kwasów nukleinowych i innych związków komórkowych jest pozyskiwany przez bakterie głównie z fosforanów. Źródłem siarki, niezbędnej do biosyntezy aminokwasów i niektórych kofaktorów enzymów, są najczęściej siarczany; niektóre rodzaje bakterii potrzebują zredukowanych związków siarki.
Systematyka. Nie ma oficjalnie przyjętej klasyfikacji bakterii. Początkowo do tych celów stosowano sztuczną klasyfikację, opartą na podobieństwie ich cech morfologicznych i objawy fizjologiczne. Bardziej doskonała klasyfikacja filogenetyczna (naturalna) łączy formy pokrewne w oparciu o wspólność ich pochodzenia. Takie podejście stało się możliwe po wyborze genu 16S rRNA jako uniwersalnego markera oraz pojawieniu się metod określania i porównywania sekwencji nukleotydowych. Gen kodujący 16S rRNA (część małej podjednostki rybosomu prokariotycznego) występuje u wszystkich prokariotów i charakteryzuje się wysoki stopień konserwatyzm sekwencji nukleotydów, stabilność funkcjonalna.
Najczęściej stosowana jest klasyfikacja publikowana w periodyku wyznacznika Berji (Bergi); Zobacz także stronę w Internecie - http://141. 150.157.117:8080/prokPUB/index.htm. Według jednego z istniejące systemy organizmy, bakterie wraz z archeonami tworzą królestwo prokariotów. Wielu badaczy uważa je za domenę (lub superkrólestwo) wraz z domenami (lub superkrólestwami) archeonów i eukariontów. W obrębie domeny największymi taksonami bakterii są następujące typy: Proteobacteria, która obejmuje 5 klas i 28 rzędów; Actinobacteria (5 klas i 14 rzędów) i Firmicutes (3 klasy i 9 rzędów). Ponadto wyróżnia się kategorie taksonomiczne niższej rangi: rodziny, rodzaje, gatunki i podgatunki.
Przez nowoczesne idee, jeden gatunek obejmuje szczepy bakteryjne, w których sekwencje nukleotydowe w genach kodujących 16S rRNA pokrywają się w ponad 97%, a poziom homologii sekwencji nukleotydowych w genomie przekracza 70%. Opisano nie więcej niż 5000 gatunków bakterii, które stanowią tylko niewielką ich część wśród zamieszkujących naszą planetę.
Bakterie aktywnie uczestniczą w cyklach biogeochemicznych na naszej planecie (w tym cyklu większości pierwiastki chemiczne). Współczesna aktywność geochemiczna bakterii ma również charakter globalny. Na przykład z 4,3 10 10 ton (gigatonów) węgla organicznego związanego podczas fotosyntezy w Oceanie Światowym około 4,0 10 10 ton jest zmineralizowane w słupie wody, z czego 70-75% to bakterie i niektóre inne mikroorganizmy, oraz całkowita produkcja siarki zredukowanej w osadach oceanicznych sięga 4,92·10 8 ton rocznie, co stanowi prawie trzykrotność całkowitej rocznej produkcji wszystkich rodzajów surowców zawierających siarkę wykorzystywanych przez ludzkość. Główna część gazu cieplarnianego – metanu, przedostająca się do atmosfery, jest tworzona przez bakterie (metanogeny). Bakterie są kluczowym czynnikiem w tworzeniu gleb, strefach utleniania osadów siarczków i siarki, tworzeniu się skał osadowych żelaza i manganu itp.
Niektóre bakterie powodują poważna choroba u ludzi, zwierząt i roślin. Często powodują uszkodzenia produktów rolnych, niszczenie podziemnych części budynków, rurociągów, konstrukcje metalowe miny, struktury podwodne itp. Badanie cech żywotnej aktywności tych bakterii umożliwia rozwój skuteczne sposoby ochronę przed szkodami, które wyrządzają. W tym samym czasie pozytywna rola bakterii dla człowieka jest nie do przecenienia. Przy pomocy bakterii, wina, produktów mlecznych, zakwasów i innych produktów, aceton i butanol, kwas octowy i kwas cytrynowy, niektóre witaminy, szereg enzymów, antybiotyki i karotenoidy; Bakterie biorą udział w transformacji hormony steroidowe i inne połączenia. Służą do pozyskiwania białka (w tym enzymów) oraz szeregu aminokwasów. Wykorzystanie bakterii do przetwarzania odpadów rolniczych na biogaz lub etanol umożliwia stworzenie zasadniczo nowych odnawialnych źródeł energii. Bakterie służą do wydobywania metali (w tym złota), zwiększania wydobycia ropy (patrz artykuły Wymywanie bakteryjne, Biogeotechnologia). Dzięki bakteriom i plazmidom możliwy rozwój Inżynieria genetyczna. Badanie bakterii odegrało ogromną rolę w rozwoju wielu dziedzin biologii, medycyny, agronomii itp. Ich znaczenie w rozwoju genetyki jest ogromne, ponieważ stały się klasycznym przedmiotem badania natury genów i mechanizmów ich działania. Bakterie są związane z tworzeniem szlaków metabolicznych dla różnych związków itp.
Potencjał bakterii w praktyce jest niewyczerpany. Pogłębianie wiedzy na temat ich aktywności życiowej otwiera nowe kierunki efektywne wykorzystanie bakterie w biotechnologii i innych gałęziach przemysłu.
Lit.: Schlegel G. Mikrobiologia ogólna. M., 1987; Prokarionty: wersja elektroniczna 3.0-3.17-. NY, 1999-2004-; Zavarzin G. A., Kolotilova N. N. Wprowadzenie do mikrobiologii naturalnej. M., 2001; Madigan MT, Martinko J., Parker J. Brock biologia mikroorganizmów. 10. wyd. Rzeka Upper Saddle, 2003; Ekologia mikroorganizmów. M., 2004.
Określenie ich patogeniczności. Na przykład prawdopodobieństwo rozwoju choroby, gdy we krwi wykryto Staphylococcus aureus, jest znacznie większe niż w przypadku obecności Staphylococcus epidermidis. Niektóre bakterie (takie jak Corynebacterium diphtheriae i Vibrio cholerae) powodują poważna choroba i mają potencjał rozprzestrzeniania się epidemii. Metody identyfikacji bakterii opierają się na ich właściwościach fizyko-immunologicznych lub molekularnych.
Barwienie metodą Grama: wrażliwość bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych na działanie antybiotyków jest różna. Niektóre inne mikroorganizmy (np. mykobakterie) wymagają innych metod barwienia w celu ich identyfikacji.
Klasyfikacja bakterii metodą barwienia metodą GramaFormularz: ziarniaki, pręty lub spirale.
Endospory, ich obecności i lokalizacji w komórce bakteryjnej (terminalnej, subterminalnej lub centralnej).
Stosunek do tlenu: tlen jest niezbędny do istnienia mikroorganizmów tlenowych, natomiast bakterie beztlenowe zdolne do przetrwania w środowisku o niskiej jego zawartości lub całkowita nieobecność. Fakultatywne beztlenowce mogą żyć zarówno w obecności tlenu, jak i bez niego. Mikroaerofile namnażają się szybko przy niskim ciśnieniu parcjalnym tlenu, a kapnofile - w środowisku z wysoka zawartość CO2.
wymaganie: do wzrostu niektórych bakterii są niezbędne specjalne warunki uprawa.
Klasyfikacja bakterii w stosunku do tlenu
Niezbędne enzymy(aktywność enzymatyczna): np. brak laktozy w podłożu wskazuje na obecność salmonelli, a test ureazy pomaga zidentyfikować Helicobacter.
Reakcje serologiczne powstają, gdy przeciwciała oddziałują ze strukturami powierzchniowymi bakterii (niektóre rodzaje Salmonelli, Haemophilus, meningokoki itp.).
Kolejność zasad w DNA: Kluczowym elementem w klasyfikacji bakterii jest 168-rybosomalny DNA. Pomimo uniwersalności powyższych parametrów należy pamiętać, że są one w pewnym stopniu względne iw praktyce wykazują niekiedy znaczną zmienność (np. różnice wewnątrzgatunkowe, podobieństwa międzygatunkowe). Tak więc niektóre szczepy E. coli czasami powodują choroby, które są klinicznie podobne do infekcji wywoływanych przez Shigella sonnei; A obraz kliniczny choroby wywołane przez toksygenne szczepy C. diphtheriae różnią się od infekcji wywołanych przez formy nietoksyczne.
Istotne gatunki bakterii w medycynie
Ziarniaki Gram-dodatnie:
- gronkowce (katalazo-dodatnie): Staphylococcus aureus itp.;
- paciorkowce (katalazo-ujemne): Streptococcus pyogenes, który powoduje ból gardła, zapalenie gardła i gorączka reumatyczna; Streptococcus agalactiae, który powoduje zapalenie opon mózgowych i zapalenie płuc u noworodków.
Ziarniaki Gram-ujemne: Neisseria meningitidis (czynnik sprawczy zapalenia opon mózgowych i posocznicy) i N. Gonorrhoeae [czynnik sprawczy zapalenia cewki moczowej (rzeżączki)].
Bakterie Gram-ujemne: patogeny choroby układu oddechowego(rodzaj Haemophilus i Bordetella), a także chorób odzwierzęcych (rodzaj Brucella i Pasteurella).
Pałeczki Gram-dodatnie dzielą się na bakterie przetrwalnikujące i nietworzące przetrwalników. Bakterie tworzące przetrwalniki dzielą się na tlenowe ( rodzaj Bacillus, takich jak Bacillus anthracis, który powoduje wąglik) i beztlenowych (Clostridium spp., choroby takie jak zgorzel gazowa rzekomobłoniaste zapalenie jelita grubego i zatrucie jadem kiełbasianym). Bakterie nietworzące przetrwalników obejmują rodzaje Listeria i Corynebacterium.
Pałeczki Gram-ujemne: fakultatywne beztlenowce z rodziny Enterobacteriaceae (przedstawiciele oportunistyczni normalna mikroflora ludzi i zwierząt, a także mikroorganizmów powszechnie występujących w środowisku). Najbardziej znanymi przedstawicielami tej grupy są bakterie z rodzaju Salmonella, Shigella, Escherichia, Proteus i Yersinia. W Ostatnio jako patogeny zakażenia szpitalne coraz częściej pojawiają się odporne na antybiotyki szczepy z rodzaju Pseudomonas (saprofity, szeroko rozpowszechnione w środowisku). W pewnych warunkach Legionella bytująca w środowisku wodnym może stać się chorobotwórcza dla człowieka.
Bakterie spiralne:
- małe mikroorganizmy z rodzaju Helicobacter, wpływające przewód pokarmowy człowieka i powodując zapalenie błony śluzowej żołądka, wrzód trawiennyżołądek i dwunastnica(w niektórych przypadkach - rak żołądka);
- czynniki wywołujące ostrą biegunkę;
- bakterie z rodzaju Borrelia wywołujące epidemiczną gorączkę nawracającą (B. duttoni, B. recurrentis); choroby przewlekłe skóra, stawy i ośrodkowy układ nerwowy; borelioza (B. burgdorferi);
- mikroorganizmy z rodzaju Leptospira, związane z chorobami odzwierzęcymi, powodujące ostre zapalenie opon mózgowych towarzyszy zapalenie wątroby i niewydolność nerek;
- rodzaj Treponema (czynnik sprawczy kiły T. pallidum).
Rickettsia, Chlamydia i Mycoplasma. Stosowanie sztucznych pożywek jest możliwe tylko w przypadku rosnących bakterii z rodzaju Mykoplazma, natomiast do izolacji mikroorganizmów z rodzajów Rickettsia i Chlamydia konieczne jest zastosowanie hodowli komórkowej lub specjalnych metod molekularnych i serologicznych.
Przez asymilacjawęgiel bakterie można podzielić na dwa rodzaje:
autotrofy (zdolne do pozyskiwania węgla z związki organiczne a nawet dwutlenek węgla. Energia potrzebna do syntezy materia organiczna, autotrofy uzyskuje się przez utlenianie związków mineralnych. Do bakterii autotroficznych zalicza się bakterie nitryfikacyjne (znajdujące się w glebie), bakterie siarkowe (żyjące w ciepłych źródłach zawierających siarkowodór), bakterie żelazne (rozmnażające się w wodzie z żelazem żelazistym) itp.)
Według zdolności wchłonąćazot Bakterie dzielą się również na dwie grupy:
aminoautotrofy (wykorzystują azot cząsteczkowy z powietrza, glebę wiążącą azot i bakterie brodawkowe)
aminoheterotrofy. (azot pozyskują ze związków organicznych - złożonych białek. Do aminoheterotrofów należą wszystkie mikroorganizmy chorobotwórcze i większość saprofitów)
Przezźródłaenergia wyróżnić
fototrofy - bakterie, które czerpią energię ze światła słonecznego
Chemotrofy to bakterie, które czerpią energię z chemicznego utleniania substancji.
Mechanizmodżywianiebakteria
Najprostszym sposobem jest biernydyfuzja, przy którym następuje wejście substancji do komórki z powodu różnicy w gradiencie stężeń (różnica stężeń po obu stronach błony cytoplazmatycznej).
Jednym z tych mechanizmów jest lekkidyfuzja, który występuje przy większym stężeniu substancji na zewnątrz komórki niż wewnątrz. Dyfuzja ułatwiona jest procesem specyficznym i jest przeprowadzana przez specjalne białka błonowe, nośniki, tzw PmiRMmiAH, ponieważ pełnią funkcję enzymów i mają specyficzność. Wiążą cząsteczkę substancji, przenoszą ją w niezmienionej postaci na wewnętrzną powierzchnię błony cytoplazmatycznej i uwalniają do cytoplazmy. Ponieważ ruch substancji odbywa się od stężenia wyższego do niższego, proces ten przebiega bez zużycia energii.
Trzeci możliwy mechanizm transportu substancji nauczył nazwy aktywnyprzenosić. Ciśnienie to obserwuje się przy niskich stężeniach substratu w środowisku, a transport substancji rozpuszczonych również w postaci niezmienionej zachodzi wbrew gradientowi stężeń. Uczestniczy w aktywnym transporcie substancji przenika. Ponieważ stężenie substancji w komórce może być kilka tysięcy razy większe niż w środowisku zewnętrznym, niezbędny jest transport aktywny. towarzyszyćkosztenergia. Spożywany jest trójfosforan adenozyny (ATP), gromadzony przez komórkę bakteryjną podczas procesów redoks.
w czwartym możliwym mechanizmie przenoszenia składników odżywczych jest translokacjaradykałowie- aktywny transfer chemicznie zmodyfikowanych cząsteczek, które jako całość nie są w stanie przejść przez membranę. Zaangażowany w transport radykalny przenika.
Głównyzasadyuprawabakteria.
uniwersalnynarzędzie
Naponowne wysiewaniebakteryjnykultura
uprawy« trawnik»
Metody hodowli beztlenowców.
Do hodowli beztlenowców konieczne jest obniżenie potencjału redoks środowiska, stworzenie warunków beztlenowych, czyli niskiej zawartości tlenu w środowisku i jego otoczeniu. Osiąga się to za pomocą metod fizycznych, chemicznych i biologicznych.
Metody fizyczne. Polegają one na hodowli mikroorganizmów w środowisku pozbawionym powietrza, co uzyskuje się poprzez: 1) inokulację w pożywkach zawierających substancje redukujące i łatwo utleniające się; 2) inokulację mikroorganizmów w głąb gęstej pożywki; 3) mechaniczne usuwanie powietrza z naczynia, w których hodowane są mikroorganizmy beztlenowe, 4) zastąpienie powietrza w naczyniach jakimś gazem obojętnym
Metody chemiczne. Polegają one na absorpcji tlenu atmosferycznego w hermetycznie zamkniętym naczyniu (anaerostat, eksykator) przez substancje takie jak pirogalol czy wodorosiarczyn sodu Na2S2O4.
metody biologiczne. Oparta na wspólnej uprawie beztlenowców ze ścisłymi tlenowcami. W tym celu sterylnym skalpelem wycina się pasek agaru o szerokości około 1 cm z zamrożonej płytki agarowej wzdłuż średnicy szalki.W jednym naczyniu uzyskuje się dwa półkrążki agaru. Po jednej stronie płytki agarowej inokuluje się aerob, na przykład często stosuje się S. aureus lub Serratia marcescens. Beztlenowce są wysiewane po drugiej stronie. Brzegi kubka zakleja się plasteliną lub zalewa stopioną parafiną i umieszcza w termostacie. W obecności odpowiednich warunków tlenowce zaczną się rozmnażać w filiżance. Po zużyciu przez nie całego tlenu znajdującego się w przestrzeni kubka, rozpocznie się wzrost beztlenowców (po 3-4 dniach). Aby zmniejszyć przestrzeń powietrzną w kubku, pożywkę wlewa się tak gęsto, jak to możliwe.
sztucznypożywnyśrodowiska, ichKlasyfikacja. Wymagania, przedstawioneDopożywnyśrody.
Pożywki są podstawą badań bakteriologicznych. Służą do izolowania czystych kultur drobnoustrojów z badanego materiału, do badania ich właściwości. Pożywki stwarzają optymalne warunki do rozmnażania mikroorganizmów.
Wymagania, przedstawioneDopożywnyśrody.
1. Pożywki hodowlane muszą zawierać składniki odżywcze niezbędne do odżywiania drobnoustrojów. (źródła azotu, węgla, wodoru i tlenu. potrzeba czynniki wzrostowe, tj. w substancje, których same nie są w stanie syntetyzować (witaminy)
2. Uzyskać odczyn pH optymalny dla rodzaju hodowanych drobnoustrojów.
3. Pożywka hodowlana musi mieć wystarczającą wilgotność i lepkość, jak np mikroby żywią się prawami dyfuzji i osmozy.
4. Posiadają izotoniczność i pewien potencjał redoks.
5. Pożywki hodowlane muszą być sterylne, co zapewnia możliwość wzrostu czystych kultur.
Przezkonsystencja Rozróżnij ośrodki stałe i ciekłe. Gęste przygotowuje się na bazie płynnych, dodając do nich substancje adhezyjne: agar-agar lub żelatynę. Agar-agar jest produktem pochodzenia roślinnego, pozyskiwanym z wodorostów.
1.Przezkompozycja Pożywki dzielą się na prostyIzłożony
Istnieje grupa środowisk ogólnego przeznaczenia - proste. Ta grupa obejmuje bulion mięsno-peptonowy (prosty bulion odżywczy), agar mięsno-peptonowy (prosty agar odżywczy), żelatynę odżywczą. Pożywki te są wykorzystywane do hodowli wielu drobnoustrojów chorobotwórczych.
Ponadto, zgodnie ze składem, wyróżniają się białko, bez białkaIminerałśrodowiska.
2. Przezpochodzenieśrodowiska dzielą się na sztucznyInaturalny (naturalny).
Naturalne podłoża hodowlane mogą zawierać składniki pochodzenia zwierzęcego (np. krew, surowica, żółć) lub roślinnego (np. kawałki warzyw i owoców).
3 . Przezspotkanie przeznaczyć konserwantśrodowiska(do siewu podstawowego i transportu), środowiskawzbogacenie(do gromadzenia się określonej grupy bakterii), środowiskaDlauprawa(uniwersalne proste, złożone specjalne i do tworzenia toksyn), pożywki do izolacji i akumulacji (konserwujące, wzbogacające i elektywne) oraz środowiskaDlaidentyfikacja(różnicowy i fakultatywno-różnicowy).
Również na spotkanie rozróżnić środowiska elektywne (stworzone są warunki do hodowli określonego rodzaju bakterii, najpierw wzrośnie mikroorganizm, dla którego to środowisko będzie elektywne, zahamowany zostanie wzrost towarzyszącej mikroflory) , specjalny (dla tych, którzy nie rosną na prostych środowiskach pit.)Iróżnie- diagnostyczny( służy do określenia gatunku badanego drobnoustroju na podstawie charakterystyki jego metabolizmu. (Endo, Gissa) .
1. Środowiska do wykrywania proteolitycznymożliwości drobnoustroje zawierające mleko, żelatynę, krew itp.
2. Pożywki z węglowodanami i alkoholami wielowodorotlenowymi do wykrywania różnych sacharolitycznyenzymy.
Suchyśrodowiska. Agar odżywczy, jak również główne podłoża do diagnostyki różnicowej, produkowane są obecnie w postaci suchych preparatów zawierających wszystkie niezbędne składniki. Do takich proszków należy dodać tylko wodę i zagotować, a następnie po przelaniu wysterylizować.
W zależności od wymagań dotyczących reżimu temperaturowego bakterie dzielą się na trzy grupy:
mezofilny bakterie najlepiej rozwijają się w zakresie 20-40 0 C; Należą do nich większość mikroorganizmów chorobotwórczych dla ludzi.
termofilny bakterie najlepiej rosną w temperaturze 50-60 0 C.
psychrofilny bakterie preferują wzrost w zakresie temperatur od 0 do 10 0 C.
ZasadyImetodyprzydziałczystykulturybakteria.
Czystykultura to populacja bakterii tego samego gatunku, hodowana na pożywce. Wiele rodzajów bakterii dzieli się według jednej cechy na warianty biologiczne - biowary. Nazywa się biowary różniące się właściwościami biochemicznymi chemowary, zgodnie z właściwościami antygenowymi - serowary, zgodnie z wrażliwością na faga - fagowary.
Hodowle mikroorganizmów tego samego gatunku lub biowaru wyizolowane z różnych źródeł lub w różnym czasie z tego samego źródła nazywane są szczepy. Czyste kultury bakterii w diagnostycznych laboratoriach bakteriologicznych uzyskuje się z wyizolowanych kolonii poprzez zapętlenie ich w probówkach ze stałymi lub rzadziej płynnymi pożywkami.
KoloniaJestsię widoczne izolowane nagromadzenie osobników jednego rodzaju mikroorganizmów, powstałe w wyniku rozmnażania się jednej komórki bakteryjnej na gęstej pożywce (na powierzchni lub w jej głębi). Kolonie bakterii różnych gatunków różnią się od siebie morfologią, kolorem i innymi cechami.
Czystykulturabakteriaodbierać do badań diagnostycznych - identyfikacja , co osiąga się poprzez określenie morfologicznych, kulturowych, biochemicznych i innych cech mikroorganizmu.
Morfologiczne I barwiarski oznaki Bakterie bada się poprzez badanie mikroskopowe rozmazów barwionych różnymi metodami oraz preparatami natywnymi.
Kulturalny nieruchomości charakteryzuje się wymaganiami pokarmowymi, warunkami i rodzajem rozwoju bakterii na pożywkach stałych i płynnych. Zakłada się je zgodnie z morfologią kolonii i charakterystyką wzrostu kultury.
Biochemiczne oznaki bakterie są określane przez zestaw konstytutywnych i indukowalnych enzymów właściwych dla określonego rodzaju, gatunku, wariantu. W praktyce bakteriologicznej najczęściej znaczenie taksonomiczne mają enzymy sacharolityczne i proteolityczne bakterii, które są oznaczane na diagnostyce różnicowej.
Na identyfikacja bakteria w odniesieniu do rodzaju i gatunku zwraca się uwagę na pigmenty barwiące kolonie i pożywkę hodowlaną na różne kolory. Na przykład czerwony pigment jest tworzony przez Serratia marcescens, złoty pigment jest tworzony przez Staphylococcus aureus (Staphylococcus aureus), niebiesko-zielony pigment to Pseudomonas aeruginosa.
Dla ustanowienie biowar(chemovar, serovar, fagotyp) przeprowadzić dodatkowe badania w celu zidentyfikowania odpowiedniego markera - definicji enzymu, antygenu, wrażliwości na Fans.
Metody przydział czysty kultury Bacte ryj .
uniwersalnynarzędzie do produkcji roślin jest pętla bakteryjna. Oprócz tego do inokulacji za pomocą iniekcji używa się specjalnej igły bakteryjnej, a do inokulacji na szalki Petriego stosuje się metalowe lub szklane szpatułki. Do inokulacji materiałów płynnych stosuje się pipety Pasteura i skalowane wraz z ezą. Te pierwsze są wstępnie wykonane ze sterylnych topliwych szklanych rurek, które są wyciągane na płomieniu w postaci kapilar. Koniec kapilary jest natychmiast zamykany w celu zachowania sterylności. W przypadku pipet Pasteura i z podziałką szeroki koniec jest pokryty watą, po czym umieszcza się je w specjalnych pojemnikach lub zawija w papier i sterylizuje.
Naponowne wysiewaniebakteryjnykultura chwyć probówkę lewą ręką, a prawą ręką, chwytając palcami bawełniany korek IV i V, wyjmij go, przesuwając nad płomieniem palnika. Trzymając pętlę pozostałymi palcami tej samej ręki, pobierają nią inokulum, a następnie zamykają probówkę korkiem. Następnie do probówki ze skośnym agarem wprowadza się pętlę z inokulum, obniżając ją do kondensatu w dolnej części pożywki, a materiał rozprowadza się ruchem zygzakowatym po skośnej powierzchni agaru. Po usunięciu pętli wypal brzeg probówki i zamknij ją korkiem. Pętla jest sterylizowana w płomieniu palnika i umieszczana na statywie. Probówki z inokulacjami są zapisywane nad r, wskazując datę inokulacji i rodzaj materiału inokulacyjnego (numer badania lub nazwa kultury).
uprawy« trawnik» wytwarzane szpatułką na agarze odżywczym na płytce Petriego. Aby to zrobić, po lekkim otwarciu pokrywy lewą ręką, inokulum nakłada się na powierzchnię agaru odżywczego za pomocą ezy lub pipety. Następnie szpatułka przechodzi przez płomień palnika, chłodzi się ją po wewnętrznej stronie pokrywy i materiał rozciera się po całej powierzchni medium. Po inkubacji inokulacji pojawia się równomierny ciągły wzrost bakterii.
Enzymybakteria.
GIDROlAHS, powodując rozpad białek, węglowodanów, lipidów poprzez przyłączanie cząsteczek wody;
oksydoreduktaza, katalizowanie reakcji redoks;
przenosićHS, przeprowadzanie przenoszenia pojedynczych atomów z cząsteczki na cząsteczkę;
lIAHS, które odszczepiają grupy chemiczne w sposób niehydrolityczny;
izomeraza zaangażowany w metabolizm węglowodanów;
lIGAHS ułatwiając reakcje biosyntezy komórki.
Enzymy bakteryjne dzielą się na egzoenzymyIendoenzymy. Egzoenzymy uwalniany przez komórkę bakteryjną do środowiska w celu trawienia pozakomórkowego. Proces ten przeprowadza się za pomocą hydrolazy, które rozkładają makrocząsteczki składników odżywczych na proste związki - glukozę, aminokwasy, kwasy tłuszczowe. Takie związki mogą swobodnie przechodzić przez błonę komórkową i za pomocą przenikać zostać przeniesione do cytoplazmy komórki, aby uczestniczyć w metabolizmie, będąc źródłem węgla i energii. Działają niektóre egzoenzymy ochronnyfunkcjonować, Na przykład, penicylinaza, wydzielany przez wiele bakterii, czyni komórkę niedostępną dla antybiotyku - penicyliny.
Endoenzymy katalizują zachodzące reakcje metaboliczne wewnątrzkomórki.
Enzymy bakteryjne są również podzielone na składowy I indukcyjny. Enzymy konstytutywne to te, które są syntetyzowane przez komórkę niezależnie od obecności substratu w pożywce, enzymy indukowalne są tworzone przez bakterie tylko wtedy, gdy w pożywce obecny jest odpowiedni związek indukujący, tj. Substrat tego enzymu. Na przykład genom Escherichia coli ma zdolność rozkładania laktozy, ale tylko wtedy, gdy laktoza jest obecna w środowisku, komórka syntetyzuje enzym, który katalizuje jej hydrolizę.
Znane są również enzymy, które są tzw allosteryczny. Oprócz centrum aktywnego posiadają centrum regulacyjne lub allosteryczne, które jest przestrzennie oddzielone od centrum aktywnego w cząsteczce enzymu. Nazywa się to allosterycznym (z greckiego allos - inny, obcy), ponieważ cząsteczki, które wiążą się z tym centrum, nie przypominają (sterycznie) struktury substratu, ale wpływają na wiązanie i transformację substratu w centrum aktywnym, zmieniając jego konfigurację .
Bakterie chorobotwórcze, wraz z enzymami metabolicznymi, również mają enzymyagresja, które są czynnikami wirulencji. Enzymy te obejmują
hialuronidaza,
dezoksyrybonukleaza,
kolagenaza,
neuraminidaza itp.
Osobliwościfizjologiagrzyby.
Grzyby należą do królestwa Grzyby (Mycetes, Mycota). Są to wielokomórkowe lub jednokomórkowe niefotosyntetyczne (wolne od chlorofilu) mikroorganizmy eukariotyczne ze ścianą komórkową.
GrzybyPrzeztypodżywianie- heterotrofy, w stosunku do tlenu - tlenowce i fakultatywne beztlenowce. Rosną w szerokim zakresie temperatur (optymalna temperatura to 25-30°C), rozmnażają się płciowo i bezpłciowo. Dlatego grzyby są szeroko rozpowszechnione w środowisku, zwłaszcza w glebie. Grzyby razem z niebiesko-zielonymi algami tworzą symbioza w postaci porostu. W tej symbiozie grzyby chłoną wodę i substancje w niej rozpuszczalne, a sinice dostarczają grzybom związków organicznych. Inny rodzaj relacji mikoryza - symbioza grzybów i korzeni roślin wyższych.
Grzyby mają jądro Z otoczka jądrowa, cytoplazma z organellami, błoną cytoplazmatyczną i wielowarstwową, sztywną ścianą komórkową, składającą się z kilku rodzajów polisacharydów (glukanów, chityny), a także białka, lipidów itp. Niektóre grzyby tworzą otoczkę. Błona cytoplazmatyczna zawiera glikoproteiny, fosfolipidy i ergosterole (w przeciwieństwie do cholesterolu, głównego sterolu tkanek ssaków). Grzyby barwią się dodatnio (wiele drożdży) lub negatywnie (strzępki pleśni) wg Grama.
Grzybyuprawiany przez kilka dni na agarze brzeczki lub płynnej brzeczce, Sabouraud, Czapek itp. Do tego celu można wykorzystać zwierzęta laboratoryjne.
Niektóregrzybyposiadaćdymorfizm , tj. zdolność do tworzenia form nitkowatych i drożdżowych, w zależności od warunków wzrostu. Często tworzą się drożdżopodobne formy W żywy, tj. gdy osoba jest zarażona grzybami.
reprodukcjagrzyby występuje płciowo i bezpłciowo (wegetatywnie).
seksualny reprodukcja grzyby występuje z tworzeniem gamet, zarodników płciowych i innych form płciowych. Nazywa się formy płciowe teleomorfy.
bezpłciowy (wegetatywny) rozmnażanie grzybów następuje z tworzeniem odpowiednich form, tzw anamorfy.
typygrzyby. Istnieją 3 rodzaje grzybów, które rozmnażają się płciowo (tzw zaangażowany grzyby): zygomycetes (Zygomycota), workowce (Ascomycota) i podstawczaki (Basidiomycota). Osobno wyróżnia się warunkowy, formalny typ/grupę grzybów - deuteromycetes (Deiteromycota), które mają wyłącznie rozmnażanie bezpłciowe (tzw. niedoskonały grzyby).
Osobliwościfizjologiapierwotniaki.
pierwotniaki- eukariotyczne mikroorganizmy jednokomórkowe tworzące podkrólestwo pierwotniaków w królestwie zwierząt (Animalia); są zwierzętami jednokomórkowymi.
Pozapierwotniakiotoczony błona (błonka) - analog błony cytoplazmatycznej komórek zwierzęcych. Zawierają: jądro z błoną jądrową i jąderko; cytoplazma, składająca się z retikulum endoplazmatycznego, mitochondriów, lizosomów, licznych rybosomów itp.
Wymiarypierwotniaki wahać się średnio od 2 do 100 mikronów. Na zewnątrz otoczone są membraną (błona) - analog błony cytoplazmatycznej komórek zwierzęcych.
Najprostsze są reprezentowane przez 7 typów, z czego cztery typy ( Sarcomastigophora , apikompleks , Ciliopkora , mikrospora ) obejmują patogeny u ludzi.
pierwotniakiPosiadać: ciałaruchy(wici, rzęski, pseudopodia), odżywianie (wakuole trawienne) i wydalanie (wakuole kurczliwe); mogą odżywiać się w wyniku fagocytozy lub tworzenia specjalnych struktur. Niektóre pierwotniaki mają włókienka podtrzymujące. Rozmnażają się bezpłciowo - przez podwójny lub wielokrotny podział (schizogonia), a niektóre płciowo (sporogonia). Wiele z nich tworzy cysty w niekorzystnych warunkach - stadia spoczynkowe odporne na zmiany temperatury, wilgotności itp. Po wybarwieniu według Romanovsky'ego-Giemsy jądro pierwotniaka jest zabarwione na czerwono, a cytoplazma na niebiesko.
Przeztypodżywianie mogą to być heterotrofy lub autotrofy. Wiele pierwotniaków (ameby czerwonki, Giardia, Trichomonas, Leishmania, Balantidia) może rosnąć na pożywkach zawierających natywne białka i aminokwasy. Do ich hodowli wykorzystywane są również kultury komórkowe, zarodki kurze oraz zwierzęta laboratoryjne.
typyinterakcjewirusZkomórka. gradacjareprodukcjewirusy.
Istnieją trzy rodzaje interakcji między wirusem a komórką: produktywne, nieudane i integracyjne.
Typ produktywny - kończy się utworzeniem nowej generacji wirionów i śmiercią (lizą) zainfekowanych komórek (forma cytolityczna). Niektóre wirusy opuszczają komórki bez ich niszczenia (postać niecytolityczna).
Typ nieudany - nie kończy się na tworzeniu nowych wirionów, ponieważ proces zakaźny w komórce zostaje przerwany na jednym z etapów.
Typ integracyjny, czyli wirogeneza, charakteryzuje się włączeniem (integracją) wirusowego DNA w postaci prowirusa do chromosomu komórkowego i ich współistnieniem (ko-replikacją).Wnikanie wirusa do komórki i rozmnażanie się własnego rodzaju przebiega w kilku fazach:
FazaI - adsorpcjawirionNApowierzchniekomórki.
Przebiega w dwóch etapach: Pierwszy- niespecyficzne gdy wirus jest utrzymywany na powierzchni komórki za pomocą sił elektrostatycznych, tj. ze względu na pojawienie się przeciwnych ładunków między poszczególnymi odcinkami błony komórkowej a wirusem. Ta faza interakcji wirusa z komórką jest odwracalna, wpływają na nią takie czynniki jak pH i skład soli pożywki.
Drugiscena- konkretny gdy specyficzne receptory wirusa i receptory komórkowe, które są do siebie komplementarne, wchodzą w interakcje. Z natury chemicznej receptory komórkowe mogą być mukoproteinami (lub mukopolisacharydami) i lipoproteinami.
FazaII - penetracjawirusVklatka szybowa. Obserwacje elektronoskopowe procesu wnikania wirusów do wrażliwych na nie komórek wykazały, że odbywa się to poprzez mechanizm przypominający pinocytozę, czyli, jak to się powszechniej nazywa, wiropeksję. W miejscu adsorpcji wirusa ściana komórkowa jest wciągana do komórki, tworzy się wakuola, w której znajduje się wirion. Równolegle enzymy komórkowe (lipazy i proteazy) powodują odbiałczenie wirionu - rozpuszczenie otoczki białkowej i uwolnienie kwasu nukleinowego.
FazaIII - ukrytyokres (okreszaćmienie- zanik). W tym okresie niemożliwe jest określenie obecności zakaźnego wirusa w komórce metodami chemicznymi, mikroskopowymi elektronowymi lub serologicznymi. W fazie utajonej kwas nukleinowy wirusa penetruje chromosomy komórki i wchodzi z nimi w złożone relacje genetyczne.
FazaIV - syntezaskładnikiwirion. W tej fazie wirus i komórka stanowią jedną całość, wirusowy kwas nukleinowy pełni funkcję genetyczną, indukuje powstawanie wczesnych białek i zmienia funkcję rybosomów. Wczesne białka dzielą się na:
A) wiewiórki- inhibitory(represory), które hamują metabolizm komórkowy
B) wiewiórki- enzymy(polimeraza), zapewniając syntezę wirusowych kwasów nukleinowych.
FazaV - tworzeniedojrzaływiriony. Proces „montażu” wirusa odbywa się w wyniku połączenia składników cząsteczki wirusa. W złożonych wirusach struktury komórkowe biorą udział w tym procesie i następuje włączenie składników lipidowych, węglowodanowych i białkowych komórki gospodarza do cząsteczki wirusa.
FazaVI - Wyjściedojrzaływirionyzkomórki. Istnieją dwa główne mechanizmy uwalniania dojrzałych wirionów z komórki:
1) wyjście wirionu przez pączkowanie.
2) wyjście dojrzałych wirionów z komórki przez szczeliny w błonie.
bakteriofagi. InterakcjafagZbakteryjnykomórka. UmiarkowanyIzjadliwybakteriofagi. Lizogeneza.
Niezbędnycyklzjadliwybakteriofagi
Adsorpcjafag
Fagi przyczepiają się do bakterii za pomocą struktur powierzchniowych ściany bakteryjnej, które służą jako receptory dla wirusów. Na przykład receptory dla fagów T3, T4 znajdują się w warstwie lipopolisacharydowej, dla T2 i T6 - w błonie zewnętrznej. Niektóre fagi wykorzystują pilusy F jako receptory. Oprócz receptorów adsorpcja faga zależy od pH pożywki, temperatury, obecności kationów i niektórych związków (np. tryptofanu dla faga T2). Przy nadmiarze faga na jednej komórce można zaadsorbować do 200-300 cząsteczek wirusa.
Zastrzykfag
Po adsorpcji następuje enzymatyczne rozszczepienie ściany komórkowej przez lizozym, zlokalizowane w dystalnej części wyrostka. Płytka podstawna ogona lizuje sąsiedni fragment ściany komórkowej, uwalniając obecny w tym procesie lizozym. Jednocześnie w otoczce uwalniane są jony Ca2+, które aktywują ATPazę, co powoduje skurcz otoczki i wciśnięcie trzonu ogona przez CPM do wnętrza komórki. Wirusowe DNA jest następnie wstrzykiwane do cytoplazmy (wstawienie wirusowego DNA). Ponieważ średnica kanału jest tylko nieznacznie większa niż średnica cząsteczki DNA (około 20 nm), DNA może dostać się do cytoplazmy tylko w postaci nici.
Reprodukcjafag
Po przeniknięciu do komórki DNA faga „znika”; po kilku minutach nie można wykryć wirusa. Podczas tego tzw. okresu utajonego (zaćmienia) wirus przejmuje kontrolę genetyczną nad komórką, przeprowadzając pełny cykl reprodukcji faga. Pod koniec składniki faga łączą się w dojrzały wirion.
Syntezafagbiałka.
Przede wszystkim syntetyzowane są enzymy niezbędne do tworzenia kopii DNA faga. Należą do nich polimeraza DNA, kinazy (tworzące trifosforany nukleozydów) i syntetaza tymidylanowa. Pojawiają się w komórce 5-7 minut po jej zakażeniu. Komórkowa polimeraza RNA dokonuje transkrypcji wirusowego DNA na mRNA, który jest tłumaczony przez bakteryjne rybosomy na „wczesne” białka fagowe, w tym wirusową polimerazę RNA i białka zdolne do ograniczania ekspresji genów bakteryjnych poprzez różne mechanizmy. Wirusowa polimeraza RNA transkrybuje „późne” białka (na przykład białka otoczki i endolizynę) niezbędne do składania cząstek faga pokolenia potomnego. Niektóre wirusy rozszczepiają DNA komórki gospodarza na nukleotydy w celu wykorzystania ich do syntezy własnych kwasów nukleinowych.
Wyjściespółki zależnepopulacjefag
Nowo zsyntetyzowane białka tworzą pulę prekursorów w cytoplazmie, które są częścią głów i ogonów cząstek wirusa potomnego. Druga pula zawiera DNA potomstwa. Specjalne regiony powinowactwa w wirusowym DNA indukują składanie główek prekursorów wokół agregatów kwasu nukleinowego i tworzenie główek zawierających DNA. Wypełniona głowa wchodzi następnie w interakcję z ogonem, tworząc funkcjonalnego faga. Cały proces (od adsorpcji do pojawienia się nowo zsyntetyzowanych wirusów) trwa około 40 minut. Po utworzeniu potomstwa („wydajność” lub wydajność faga wynosi 10-200 z jednej zakażającej cząstki), komórka gospodarza ulega lizie, uwalniając populację potomną. W niszczeniu ściany komórkowej biorą udział różne czynniki: lizozym faga, zwiększone ciśnienie wewnątrzkomórkowe. Wirus najwyraźniej stymuluje również tworzenie autolizyn lub blokuje mechanizmy regulujące ich syntezę (podobne czynniki lityczne stwierdzono w fagolizatach wielu bakterii).
Zgodnie z naturą interakcji z komórką bakteryjną bakteriofagi dzielą się na zjadliwe i umiarkowane. Zjadliwe fagi zawsze powodują lizę komórki bakteryjnej. Umiarkowane fagi mogą powodować lizę komórek bakteryjnych, ale mogą również stać się niezakaźne. W tym przypadku cząsteczka DNA faga jest przyłączona do DNA bakterii i wraz z nim jest przenoszona do komórek potomnych. Fag występujący w tej formie nazywany jest profagiem. Komórki bakteryjne, które mają profag w swoim chromosomie, nazywane są lizogenami, a zjawisko współistnienia DNA bakterii i profaga nazywa się lizogenami.
Metodyuprawawirusy.
uprawawirusyVciałolaboratoriumZwierząt .
Do zakażenia wykorzystuje się małpy, króliki, świnki morskie, chomiki, białe szczury i myszy.
Zwierzęta laboratoryjne są zarażane na różne sposoby, w zależności od tropizmu wirusa dla określonych tkanek. Na przykład w przypadku hodowli wirusów neurotropowych infekcja odbywa się głównie w mózgu (wirusy wścieklizny, kleszczowe zapalenie mózgu itp.), Hodowla wirusów układu oddechowego odbywa się przy donosowej infekcji zwierząt (wirusy grypy) , dermatotropowe (wirus ospy) - przez zakażenie skóry i śródskórne. Najczęściej stosowane są infekcje skórne, śródskórne, domięśniowe, dootrzewnowe i domózgowe.
Podczas początkowej infekcji zwierzęta mogą nie zachorować, dlatego po 5-7 dniach pozornie zdrowe zwierzęta są zabijane, az ich organów sporządza się zawiesiny, które zarażają kolejne partie zwierząt. Te kolejne infekcje nazywane są „pasażami”.
wskazanie, te. wykrycie faktu namnażania się wirusa ustala się na podstawie rozwoju typowych objawów choroby, zmian patomorfologicznych w narządach i tkankach zwierząt lub pozytywnego wyniku reakcjehemaglutynacja(RGA). RGA opiera się na zdolności niektórych wirusów do powodowania aglutynacji (sklejania) erytrocytów różnych gatunków zwierząt, ptaków i ludzi za sprawą powierzchniowego białka wirusowego – hemaglutyniny.
uprawawirusyVkurczakzarodki .
Większość znanych wirusów ma zdolność replikacji w zarodku kurzy. Zarodki wykorzystuje się w wieku od 8 do 14 dni, w zależności od rodzaju wirusa, metody zakażenia i celu badania. Wirusy grypy hoduje się w wieku 9-10 lat, krowiankę w wieku 12 lat, świnkę w 7-dniowych zarodkach kurzych. Reprodukcja wirusa w zarodkach kurzych zachodzi w różnych częściach zarodka, co wiąże się z osobliwościami tropizmu wirusa. Metoda hodowli wirusa w zarodku kurzy jest szeroko stosowana w uprawach przemysłowych.
Budowa zarodka kurzego i metody infekcji: 1 - w owodni; 2 - do jamy omoczniowej; 3 - w woreczku żółtkowym.
uprawawirusyVkulturakomórki .
Komórki uzyskane z różnych narządów i tkanek ludzi, zwierząt, ptaków lub innych obiektów biologicznych są zdolne do namnażania się poza organizmem na sztucznych pożywkach w specjalnych szklanych naczyniach laboratoryjnych (materacach, fiolkach, probówkach itp.) oraz tkankach zdegenerowanych złośliwie, które mają bardziej aktywną zdolność do wzrostu i reprodukcji w porównaniu do normalnych komórek dorosłego organizmu.
W zależności od techniki przygotowania wyróżnia się trzy rodzaje hodowli komórkowych:
jednowarstwowe - komórki zdolne do przyczepiania się i namnażania na powierzchni szkła obojętnego chemicznie szkła laboratoryjnego w postaci monowarstwy;
zawiesina - komórki namnażające się w całej objętości pożywki przy jej ciągłym mieszaniu;
narząd - całe fragmenty narządów i tkanek, które zachowują pierwotną strukturę poza organizmem (ograniczone użycie).
Normalna mikroflora organizmu człowieka i jej znaczenie.
Ciało ludzkie zwykle zawiera setki gatunków mikroorganizmów; Wśród nich dominują bakterie. Wirusy i pierwotniaki są reprezentowane przez znacznie mniejszą liczbę gatunków.
Termin „normalna mikroflora” obejmuje mikroorganizmy rzadziej lub częściej izolowane z organizmu osoby zdrowej.
Krew i narządy wewnętrzne zdrowy człowiek i zwierzęta są praktycznie bezpłodne. Nie zawierają drobnoustrojów i niektórych ubytków w kontakcie ze środowiskiem zewnętrznym - macicą, pęcherzem. Drobnoustroje w płucach są szybko niszczone.
Ale w usta, nos, jelita, pochwa istnieje stała normalna mikroflora charakterystyczna dla każdego obszaru ciała (tubylczy). Jednocześnie osoba służy jako źródło dochodu w środowisko wiele mikroorganizmów.
W okresie wewnątrzmacicznym organizm rozwija się w sterylnych warunkach jamy macicy, a jego pierwotne zaszczepienie następuje podczas przechodzenia przez kanał rodny oraz w pierwszej dobie kontaktu z otoczeniem. Następnie przez szereg lat po urodzeniu tworzy się mikrobiologiczny „krajobraz” charakterystyczny dla określonych biotopów jego ciała. Wśród normalnej mikroflory są rezydent(trwała) bezwzględna mikroflora i przejściowy(nietrwała) mikroflora, niezdolna do długotrwałego istnienia w organizmie.
Jama ustna
Jama ustna jest dogodnym miejscem do rozwoju mikroorganizmów. Wilgotność, obfitość składniki odżywcze, optymalna temperatura, lekko zasadowy odczyn podłoża to czynniki sprzyjające rozwojowi mikroorganizmów. Dlatego mikroflora jamy ustnej jest niezwykle bogata i różnorodna.
Wśród bakterii dominują paciorkowce, które stanowią 30-60% całej mikroflory jamy ustnej i gardła. Mniej napowietrzone obszary zasiedlają beztlenowce - promieniowce, bakteroidy, fusobakterie i veillonella. W jamie ustnej żyją również krętki, mykoplazmy, grzyby z rodzaju Candida i różne pierwotniaki.
Normalna mikroflora Jama ustna może być powodem procesy zapalne i próchnicy zębów, jednak przy ogromnej liczbie drobnoustrojów w jamie ustnej procesy zapalne występują stosunkowo rzadko. Walory ochronne mają funkcję barierową błony śluzowej i szkliwa zębów, fagocytozę.
Przewód pokarmowy (GIT)
Bakterie najaktywniej kolonizują przewód pokarmowy; jednocześnie kolonizacja odbywa się „piętrami”.
W żołądku zdrowej osoby praktycznie nie ma drobnoustrojów, co jest spowodowane działaniem soku żołądkowego. Jednak niektóre gatunki (na przykład Helicobacter pylori) przystosowały się do życia na błonie śluzowej żołądka.
Górne podziały Jelito cienkie jest również stosunkowo wolne od bakterii ze względu na niekorzystne działanie zasadowego pH i enzymów trawiennych. Jednak w tych sekcjach można znaleźć Candida, Streptococcus i Lactobacillus.
Dolne odcinki jelita cienkiego, a zwłaszcza jelita grubego, są ogromnym rezerwuarem bakterii; ich zawartość może osiągnąć 10 12 na 1 g kału (30% suchej masy kału).
Mikroflora jelitowa jest reprezentowana przez trzy główne grupy.
DO 1. grupa Gram-dodatnie bezsporowe beztlenowce - bifidobakterie i bakteroidy Gram-ujemne, które stanowią 95% mikrobiocenozy.
2. grupa(mikroflora powiązana) reprezentowana jest głównie przez bakterie tlenowe (bakterie kwasu mlekowego, flora kokosowa, Escherichia coli), jej ciężar właściwy jest niewielki i nie przekracza 5%. Lactobacilli i normalna E. coli są synergetykami bifidobakterii.
W 3. grupa obejmują rzadką mikroflorę oportunistyczną lub fakultatywną). Jego ciężar właściwy nie przekracza 0,01-0,001% całkowitej liczby drobnoustrojów. Przedstawicielami fakultatywnej mikroflory są Proteus, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Candida, Serracina, Citro-, Entero- i Campylobacter.
Przedstawiciele 2. i 3. grupy w warunkach fizjologicznych są symbiontami 1. grupy, doskonale z nią współistnieją, nie wyrządzając krzywdy, wykazując właściwości agresywne tylko w określonych warunkach.
Układ oddechowy
Cząsteczki kurzu obciążone mikroorganizmami dostają się do górnych dróg oddechowych, z których większość zatrzymuje się w nosogardzieli i części ustnej gardła. Rosną tu bakteroidy, maczugowce, Haemophilus influenzae, peptokoki, pałeczki kwasu mlekowego, gronkowce, paciorkowce, niepatogenne Neisseria itp. Tchawica i oskrzela są zwykle jałowe.
układ moczowo-płciowy
Biocenoza mikrobiologiczna narządów układu moczowo-płciowego jest rzadsza. Górne drogi moczowe są zwykle jałowe; w niższych partiach dominują Staphylococcus epidermidis, paciorkowce niehemolityczne, dyfteroidy; często izolowane grzyby z rodzaju Candida. Sekcje zewnętrzne są zdominowane przez Mycobacterium smegmatis.
W mikrobiocenozie pochwa bakterie kwasu mlekowego, enterokoki, paciorkowce, gronkowce, maczugowce, pałeczki Doderline są włączone.
Skóra
Na skórze mikroorganizmy podlegają działaniu czynników bakteriobójczych wydzielania łojowego, które zwiększają jej kwasowość. W takich warunkach żyją głównie Staphylococcus epidermidis, mikrokoki, sarcyny, dyfteroidy tlenowe i beztlenowe. Przestrzeganie podstawowych zasad higieny może zmniejszyć liczbę bakterii o 90%.
Wartość mikroflory organizmu dla człowieka
Bariera. Mikroflora jelit okładzinowych zasiedla błonę śluzową w postaci mikrokolonii, tworząc swoisty film biologiczny. Jednocześnie bakterie zapobiegają przenikaniu szkodliwych drobnoustrojów i produktów ich przemiany materii do organizmu.
Ochrona. Normalna mikroflora jest jedną z krytyczne czynniki naturalną odporność (stabilność) organizmu, gdyż wykazuje wysoce antagonistyczne działanie w stosunku do innych, m.in bakterie chorobotwórcze zapobieganie ich rozmnażaniu się w organizmie.
Metabolizm. Mikroflora, zwłaszcza jelita grubego, bierze udział w procesach trawienia, w tym w wymianie cholesterolu i kwasów żółciowych. Ważna rola mikroflory polega również na tym, że dostarcza organizmowi ludzkiemu różnych witamin, które są syntetyzowane przez jej przedstawicieli (witamina B1, B2, B6, B12, K, nikotynowa, pantotenowa, kwas foliowy itp.) Te witaminy zaspokajają większość potrzeb organizmu. Reguluje mikroflorę wymiana wodno-solna i skład gazów jelitowych.
Detoksykacja. Drobnoustroje hamują uwalnianie toksyn przez niektóre mikroorganizmy, biorą udział w detoksykacji ksenobiotyków (substancji obcych) dostających się do organizmu ze środowiska zewnętrznego i powstających toksycznych produktów przemiany materii poprzez ich przekształcenie w produkty nietoksyczne oraz niszczą substancje rakotwórcze.
Stymulacja układu odpornościowego. Mikroflora wraz ze swoimi czynnikami antygenowymi stymuluje rozwój tkanki limfatycznej organizmu, powstawanie przeciwciał, a tym samym pomaga w utrzymaniu homeostazy błon śluzowych.
Infekcja. Jednak przedstawiciele normalnej mikroflory nie zawsze przynoszą same korzyści. W pewnych warunkach, w szczególności w przypadku narażenia na czynniki zmniejszające naturalną odporność, zwłaszcza w wyniku promieniowania jonizującego, prawie wszyscy przedstawiciele normalnej mikroflory, z wyjątkiem bifidobakterii, mogą stać się winowajcami różnych zakażenia endogenne, najczęściej ropne choroby zapalne z inna lokalizacja: zapalenie migdałków, zapalenie opon mózgowych, zapalenie pęcherza moczowego, zapalenie ucha środkowego, zapalenie nerek, zapalenie wyrostka robaczkowego, ropnie, ropowica itp.