Drtivá většina bakterií je jednobuněčná. Ve tvaru buněk mohou být zaoblené (koky), tyčinkovité (bacily, clostridie, pseudomonády), spletité (vibrios, spirillae, spirochetes), méně často- hvězdicovité, čtyřstěnné, kubické, ve tvaru C nebo O. Tvar určuje schopnost bakterií, jako je přichycení k povrchu, pohyblivost, vstřebávání živin. Bylo například poznamenáno, že oligotrofy, tj. Bakterie, které žijí s nízkým obsahem živin v médiu, mají tendenci zvyšovat poměr povrchu k objemu, například prostřednictvím tvorby výrůstků (tzv. protézy).
Z požadovaných buněčných struktur se rozlišují tři: * nukleoid * ribozomy * cytoplazmatická membrána (CPM)
Na vnější straně CPM je několik vrstev (buněčná stěna, kapsle, sliznice), nazývané buněčná membrána, a také povrchové struktury (bičíky, klky). CPM a cytoplazma jsou seskupeny do konceptu protoplastu.
2. Genetika virů. Viry patogenní pro člověka mají dvě hlavní vlastnosti - dědičnost a variabilita, jejíž studium je předmětem speciální vědní disciplíny - genetika virů. Populační struktura virů a povaha procesů v nich probíhajících je určena následujícími faktory. Vysoká velikost populace, což zvyšuje pravděpodobnost mutací, které lze zachytit přirozeným výběrem, když se změní podmínky pro existenci virů. Rychlá výměna generací umožňuje studovat variabilitu virů nejen v experimentech, ale také sledovat jejich přirozený vývoj v přírodě. Haploidní a asexuální reprodukce určit: genetickou čistotu populace (žádné hybridy); nemožnost zachování rezerv variability v důsledku diploidie; okamžitý vstup mutantů pod kontrolou výběru.
Malá kapacita genomu a nedostatek opakujících se genů... Pro implementaci infekčního cyklu je vyžadována funkční integrita všech genů.
Mírná změna v jednom z nich může způsobit smrtelný nebo podmíněně smrtelný účinek na virus.
Souvislost v dynamice epidemického procesu, protože předpokladem pro zachování v přírodě je přenos na nové citlivé hostitele. Virové populace dobře přizpůsobené vnějším podmínkám a neprocházejí významnými změnami po dlouhou dobu. Když se změní podmínky pro přežití populace, je to nutné restrukturalizace dědičné struktury, poskytující adaptaci na nové prostředí. Taková restrukturalizace je možná pouze v případě, že v obecném genofondu existuje populace pozměněných genů. Genový fond virových populací je vytvářen a doplňován ze čtyř hlavních zdrojů: vnitřní faktory: mutace, rekombinace. Externí: zahrnutí genetického materiálu hostitelské buňky do genomu (výskyt genomů obsahujících nový materiál), fenotypové míchání (obohacení genofondu v důsledku přílivu genů z jiných virových populací).
3. Původci cholery. Taxonomie. Charakteristický. Mikrobiologická diagnostika. Specifická profylaxe a léčba. Rodina Vibrionaceae, rod Vibrio, Pohled V. cholerae. Cholera - starověká antroponóza; od doby Hippokrata je znám jako „magi mara“ - „velký mor“. Vyžádal si miliony životů. Karanténní infekce.
Morfologie. Gram (-), mírně zakřivené tyčinky (druh čárky. Výtrusy a kapsle (kromě bengálského kmene) se netvoří; bengálský kmen tvoří v těle kapsli. Obligátní aerobní. Monotrichs, délka bičíku může být 2-3 krát delší než soma, což způsobuje vysokou pohyblivost. Kulturní vlastnosti. Dobře rostou na jednoduchých živných médiích se zásaditou reakcí (pH 8,5 - 9,5). Na 1% peptonová voda vytváří jemný film (aerobní). Na alkalický agar- častěji hladké průhledné kolonie s namodralým nádechem, méně často (v procesu disociace) - hrubé a skládané kolonie. Biochemické vlastnosti. V laboratorní praxi se používá biochemická klasifikace podle Heiberga(pro celý rod Vibrio). Existuje 8 skupin, ke kterým patří patogeny cholery 1. skupina(manóza k, sacharóza k, arabinóza -). Forma indol. Antigenní struktura:(1) obecné Pohled specifický H -AG - bičík (2) jako specifické O-AG-somatické 80 séroskupin rozlišuje O-AG; V. cholerae, el -tor - séroskupina 01 (02 způsobuje enteritidu, gastroenteritidu). O1-AG se skládá ze zlomků A, B a C, jejich kombinace tvoří sérovary. 3 sérovar : Inaba (AC), Ogawa (AB) (hlavní patogeny), Gikoshima (ABC) (meziprodukt). Kmen bengálský - sérovar 0-139. Faktory patogenity:(1) bičíky- aktivní propagace bakterií na enterocyty ve vrstvě hlenu; (2) přilnavost- pil; (3) kapsle v kmeni Bengálsko; (4) toxiny: 1 typ - endotoxin(O -AG), 2 typy - exoenterotoxin- cholerogen, hlavní symptom; stejné u všech tří patogenů. 2 podjednotky: B - netoxické, podporuje adhezi toxinu na enterocyty; A - samotný toxin proniká do enterocytů, kde aktivuje AC, což vede k akumulaci cAMP, což zvyšuje sekreci vody, sodíku a chloru z buněk a narušuje vstřebávání draslíku; 3 typy - termostabilní toxin, ovlivňuje sodno-draselnou ATPázu; v důsledku toho - průjem, těžká dehydratace; (5) neuraminidáza- podporuje adhezi vibrií na enterocytech a penetraci do buňky; Choroba.Zdroj- pacient, vibrio nosič. Skladovací nádrž- hydrobionti. Infekční cesta- alimentární, při pití kontaminované vody (zelenina, vodní organismy atd.). Hlavní klinické formy- cholerová enteritida, gastroenteritida. Inkubační doba- několik hodin - 6 dní. První symptom- průjem, Druhý symptom- vydatné opakované zvracení fontánkou, dehydratace, odsolování těla, svalová slabost, závratě, chrapot hlasu, prudká ztráta kožního turgoru. Mikrobiologická diagnostika: (1) expresní metody: ke stanovení hypertenze patogenů: RIF, RNGA podle Rytsaye, metoda imobilizace vibrií pomocí séra O-cholera; účtování v mikroskopu s tmavým polem a fázovým kontrastem. (2) hlavní metoda - bakteriologické.(3) další- sérologické: stanovení vibriocidních protilátek v séru pacienta pomocí bakteriolytické reakce (u rekonvalescentů). (4) genetický- použití molekulárně genetických sond pro tox + geny toxinových patogenů. Léčba... Za prvé - obnovení metabolismu voda -sůl a poté - použití antibiotik, chemoterapie. Obnovení metabolismu voda-sůl by mělo být provedeno zavedením fyziologických roztoků per os nebo intravenózně: KCl, NaCl, NaHCO3, glukóza atd. Objem vstřikované a odstraněné tekutiny musí být přísně kontrolován. Prevence. 6měsíční imunita, nebrání bengálskému napětí. 1) inaktivovaná korpuskulární vakcína proti choleře od V. cholerae, V. el-tor; 2) chemická vakcína proti choleře-mono (obsahuje cholerogen-toxoid a O-AG ze serovaru Inaba); 3) chemická vakcína proti choleře - bi (sérovary Ogawa, Inaba).
1. Zásady klasifikace bakterií. Pro bakterie doporučují se následující taxonomické kategorie: třída, rozdělení, pořadí, rodina, rod, druh. Název druhu odpovídá binární nomenklatuře, to znamená, že se skládá ze dvou slov. Například původce syfilisu je zapsán jako Treponema pallidum. První slovo je název rodu a je psáno velkými písmeny, druhé slovo označuje druh a je psáno malým písmenem. Když je druh znovu uveden, generický název se zkrátí na počáteční písmeno, například: T.pallidum. Bakterie patří k prokaryotům, tj. předjaderným organismům, protože mají primitivní jádro bez obalu, jádra, histonů a v cytoplazmě nejsou žádné vysoce organizované organely Bakterie se dělí na 2 domény:« Bakterie" a "Archaea“. V doméně "Bakterie„Lze rozlišit následující bakterie:
1) bakterie s tenkou buněčnou stěnou, gram (-);
2) bakterie se silnou buněčnou stěnou, gram (+);
3) bact. bez CS (třída Mollicutes - mykoplazma)
Archaebacteria neobsahují v buněčné stěně peptidoglykan. Mají speciální ribozomy a ribozomální RNA (rRNA). Mezi tenkostěnnými gramy (-) eubakterií rozlišovat mezi:
Sférické formy nebo koky (gonokoky, meningokoky, veilonella);
Kroucené formy - spirochety a spirilla;
Tyčinkovité formy, včetně rickettsie.
K silnostěnným gramovým (+) eubakteriím zahrnout:
Sférické formy nebo koky (stafylokoky, streptokoky, pneumokoky);
Tyčinkovité formy, dále aktinomycety (větvící se, vláknité bakterie), korynebakterie (klavátové bakterie), mykobakterie a bifidobakterie.
Tenkostěnné gramové (-) bakterie: Meningokoky, gonokoky, Veilonella, tyčinky, Vibrios, Campylobacter, Helicobacter, Spirilla, Spirochete, Rickettsia, Chlamydia.
Silnostěnné gramové (+) bakterie: Pneumokoky, streptokoky, stafylokoky, tyčinky, bacily, klostridie, corinebacteria, mykobakterie, bifidobakterie, aktinomycety.
2. Mechanismy lékové rezistence patogenů infekčních chorob. Způsoby, jak to překonat. Antibiotická rezistence je rezistence mikrobů na antimikrobiální chemoterapeutická léčiva. Bakterie by měly být považovány za odolné, pokud nejsou neutralizovány takovými koncentracemi léčiv, které jsou ve skutečnosti vytvořeny v makroorganismu. Odpor může být přirozený nebo získaný.
Přirozená odolnost... Některé typy mikrobů jsou přirozeně rezistentní na určité skupiny antibiotik, a to buď v důsledku nedostatku vhodného cíle (například mykoplazmy nemají buněčnou stěnu, proto nejsou citlivé na všechna léčiva působící na této úrovni), nebo v důsledku bakteriální nepropustnosti pro dané léčivo (například gramnegativní mikroby méně propustné pro velkomolekulární sloučeniny než grampozitivní bakterie, protože jejich vnější membrána má „malé“ póry).
Získaná odolnost. Získání rezistence je biologický vzorec spojený s adaptací mikroorganismů na podmínky prostředí. Je, i když v různé míře, platný pro všechny bakterie a všechna antibiotika. Chemoterapii se přizpůsobují nejen bakterie, ale i další mikroby - od eukaryotických forem (prvoci, houby) až po viry. Problém vzniku a šíření rezistence mikrobů na léčiva je zvláště významný u nozokomiálních infekcí způsobených takzvanými „nemocničními kmeny“, které mají zpravidla mnohonásobnou rezistenci vůči antibiotikům (tzv. Multirezistentní rezistence).
Genetický základ získané rezistence. Rezistence na antibiotika je určována a udržována geny rezistence (r-geny) a podmínkami příznivými pro jejich šíření v mikrobiálních populacích. Získaná léková rezistence může vzniknout a šířit se v bakteriální populaci v důsledku:
Mutace v chromozomu bakteriální buňky s následnou selekcí (tj. Selekcí) mutantů. Selekce je obzvláště snadná v přítomnosti antibiotik, protože za těchto podmínek získávají mutanti výhodu oproti zbytku buněk v populaci, které jsou citlivé na léčivo. Mutace vznikají bez ohledu na použití antibiotika, tj. Samotný lék neovlivňuje frekvenci mutací a není jejich příčinou, ale slouží jako selekční faktor. Rezistentní buňky dále vedou k potomstvu a mohou být přeneseny do těla dalšího hostitele (člověka nebo zvířete), čímž se tvoří a šíří odolné kmeny. Mutace mohou být: 1) jednoduché (pokud k mutaci došlo v jedné buňce, v důsledku čehož se v ní syntetizují změněné proteiny) a 2) mnohonásobné (série mutací, v důsledku kterých ne jedna, ale celá sada změn proteinů, například proteiny vážící penicilin v penicilin-rezistentním pneumokoku);
Přenos plazmidů přenosné rezistence (R-plazmidy). Rezistenční plazmidy (přenosné) obvykle kódují zkříženou rezistenci na několik rodin antibiotik. Poprvé byla taková mnohonásobná rezistence popsána japonskými vědci proti střevním bakteriím. Nyní bylo prokázáno, že se nachází i v jiných skupinách bakterií. Některé plazmidy mohou procházet mezi bakteriemi různých druhů, takže stejný gen rezistence lze nalézt v bakteriích, které jsou od sebe taxonomicky vzdálené. Například beta-laktamáza kódovaná plazmidem TEM-1 je rozšířená u gramnegativních bakterií a nachází se v E. coli a dalších střevních bakteriích, stejně jako v gonokokech rezistentních na penicilin a Haemophilus influenzae rezistentních na ampicilin;
Přenos transpozonů nesoucích geny r (nebo migrační genetické sekvence). Transpozony mohou migrovat z chromozomu do plazmidu a naopak, stejně jako z plazmidu do jiného plazmidu. Geny rezistence tedy mohou být dále přeneseny do dceřiných buněk nebo rekombinací s jinými recipientními bakteriemi.
Realizace získané odolnosti. Změny v bakteriálním genomu vedou k tomu, že se mění i některé vlastnosti bakteriální buňky, v důsledku čehož se stává odolnou vůči antibakteriálním léčivům. Antimikrobiální účinek léčiva se obvykle provádí tímto způsobem: činidlo se musí dostat do kontaktu s bakterií a projít její membránou, poté musí být dodáno na místo účinku, po kterém léčivo interaguje s intracelulárními cíli. Realizace získané lékové rezistence je možná v každé z následujících fází:
modifikace cíle... Cílový enzym lze změnit takovým způsobem, aby nebyly narušeny jeho funkce, ale schopnost vázat se na chemoterapeutický lék (afinita) je výrazně snížena nebo lze zapnout „bypassovou cestu“ metabolismu, tj. v buňce je aktivován enzym, který nepodléhá působení tohoto léku ...
Cíl „nepřístupnost“ v důsledku poklesu propustnosti buněčné stěny a buněčných membrán nebo „efluco mechanismu, kdy buňka ze sebe„ vytlačí “antibiotikum.
deaktivace přípravek s bakteriálními enzymy. Některé bakterie jsou schopné produkovat specifické enzymy, které činí léky neaktivními (například beta-laktamázy, enzymy modifikující aminoglykosidy, chloramfenikol acetyltransferáza). Beta-laktamázy jsou enzymy, které rozkládají beta-laktamový kruh za vzniku neaktivních sloučenin. Geny kódující tyto enzymy jsou rozšířené mezi bakteriemi a mohou být jak v chromozomu, tak v plazmidu.
K boji proti inaktivačnímu účinku beta -laktamáz se používají látky - inhibitory (například kyselina klavulanová, sulbaktam, tazobaktam). Tyto látky obsahují beta-laktamový kruh a jsou schopny se vázat na beta-laktamázy, což brání jejich destruktivnímu účinku na beta-laktamy. Současně je vnitřní antibakteriální aktivita takových inhibitorů nízká. Kyselina klavulanová inhibuje většinu známých beta-laktamáz. Je kombinován s peniciliny: amoxicilinem, tikarcilinem, piperacilinem.
Je téměř nemožné zabránit rozvoji rezistence bakterií na antibiotika, ale je nutné používat antimikrobiální léky takovým způsobem, aby se nepodporoval rozvoj a šíření rezistence (zejména používat antibiotika striktně podle indikací, aby se zabránilo jejich použití pro profylaktické účely, po 10-15 dnech antibiotické terapie změnit lék, používat léky s úzkým spektrem účinku, pokud je to možné, používat antibiotika ve veterinární medicíně s omezeným použitím a nepoužívat je jako růstový faktor).
Přednáška č. 5 Morfologie a taxonomie mikroorganismů. Prokaryoty (bakterie a aktinomycety).
1 Morfologie a taxonomie mikroorganismů. Morfologie mikroorganismů studuje jejich vzhled, tvar a strukturní rysy, schopnost pohybu, sporulace a způsoby reprodukce. Morfologické vlastnosti hrají důležitou roli v rozpoznávání a klasifikaci mikroorganismů. Od pradávna byl živý svět rozdělen na dvě království: království rostlin a království zvířat. Když byl objeven svět mikroorganismů, byli izolováni do samostatného království. Do 19. století byl tedy celý svět živých organismů rozdělen na tři království. Na začátku byla klasifikace mikroorganismů založena na morfologických znacích, protože o nich člověk nic nevěděl. Do konce 19. století bylo popsáno mnoho druhů; různí vědci, zejména botanici, rozdělili mikroorganismy do skupin přijatých pro klasifikaci rostlin. V roce 1897, pro taxonomii mikrobů, začali používat spolu s morfologickými a fyziologickými znaky. Jak se později ukázalo, pro vědecky podloženou klasifikaci nestačí jen některá znamení. Proto se používá sada funkcí:
Morfologické (tvar buňky, velikost, mobilita, reprodukce, sporulace, Gramovo barvení);
Kulturní (povaha růstu na tekutých a pevných živných médiích);
Fyziologické a biochemické (povaha nahromaděných produktů);
Genotypové (fyzikální a chemické vlastnosti DNA).
Genosystematika umožňuje určit typ mikroorganismů nikoli podobností, ale příbuzností. Bylo zjištěno, že složení nukleotidů celkové DNA během vývoje mikroorganismů za různých podmínek se nemění. S- a R-formy jsou identické ve složení DNA. Nalezené a takové mikroorganismy, které mají podobné nukleotidové složení DNA, přestože patří do různých systematických skupin: E. coli a některé korynebakterie. To naznačuje, že v systematice (taxonomii) mikrobů by měly být brány v úvahu různé znaky.
Až donedávna byly všechny živé věci buněčné struktury v závislosti na vztahu jádra a organel k cytoplazmě, složení buněčné stěny a dalších charakteristik rozděleny do dvou skupin (království):
1.1 Prokaryoty prenuclear (označované-organismy, které nemají přesně definované jádro, reprezentované molekulou DNA ve formě kruhu; peptidoglykan (murein) a kyseliny teichoové jsou součástí buněčné stěny; ribozomy mají sedimentační konstanty 70 ; energetická centra buňky se nacházejí v mezozomech a neexistují žádné organely).
1.2 Eukaryota jsou jaderná (s jasně definovaným jádrem odděleným od cytoplazmy membránou; v buněčné stěně chybí peptidoglykanové a teichoové kyseliny; cytoplazmatické ribozomy jsou větší; sedimentační konstanta 80; energetické procesy probíhají v mitochondriích; organely mají Golgiho komplex atd.).
Později se ukázalo, že mezi mikroorganismy existují i nebuněčné formy-viry a proto byla identifikována třetí skupina (království)-vira.
Pro označení mikroorganismů je přijata dvojitá (binární) nomenklatura, která obsahuje název rodu a druhu. Obecné jméno se píše s velkým písmenem (velkým), konkrétní jméno (dokonce odvozené od příjmení) - s malými písmeny (malé). Bacillus antraxový se například nazývá Bacillus anthracis, Escherichia coli a Aspergillus niger.
Hlavní (nejnižší) taxonomickou jednotkou je druh. Druhy jsou seskupeny do rodů, rodů - do rodin, rodin - do řádů, řádů - do tříd, tříd - do divizí, divizí - do království.
Druh je sbírka jedinců stejného genotypu s výraznou fenotypovou podobností.
Kultura - mikroorganismy získané ze zvířete, člověka, rostliny nebo substrátu vnějšího prostředí a pěstované na živném médiu. Čisté kultury se skládají z jedinců stejného druhu (potomstvo získané z jedné buňky - klonu).
Kmen je kultura stejného druhu izolovaná z různých stanovišť a lišící se nevýznamnými změnami vlastností. Například E. coli izolovaná z lidského těla, skotu, vodních ploch, půdy může mít různé kmeny.
2 Prokaryoty (bakterie a aktinomycety). Bakterie (prokaryoty) jsou velkou skupinou mikroorganismů (asi 1600 druhů), z nichž většina je jednobuněčná. Tvar a velikost bakterií. Hlavní formy bakterií jsou kulovité, tyčinkovité a spletité. Sférické bakterie - koky mají obvyklý tvar koule, jsou zploštělé, oválné nebo fazolové. Koky mohou být ve formě jednotlivých buněk - monokoky (mikrokoky) nebo kombinované v různých kombinacích: ve dvojicích - diplokoky, po čtyřech buňkách - tetrakoky, ve formě více či méně dlouhých řetězců - streptokoky, stejně jako ve formě kubické shluky (ve formě balíčků) osmi buněk umístěných ve dvou úrovních nad sebou, - sarciny. Existují shluky nepravidelných tvarů, připomínající hrozny - stafylokoky. Tyčinkovité bakterie mohou být jednoduché nebo spojené v párech - diplobacteria, řetězce tří až čtyř a více buněk - streptobakterie. Vztah mezi délkou a tloušťkou tyčinek je velmi odlišný. Zkroucené nebo zakřivené bakterie se liší délkou, tloušťkou a stupněm zakřivení. Palice mírně zakřivené ve formě čárky se nazývají vibrios, tyčinky s jednou nebo více kudrlinami ve formě vývrtky se nazývají spirillae a tenké tyčinky s mnoha kadeřemi se nazývají spirochety. Díky použití elektronového mikroskopu ke studiu mikroorganismů na přírodních přírodních substrátech byly nalezeny bakterie, které mají zvláštní tvar buňky: uzavřený nebo otevřený prstenec (toroidy); s výrůstky (stehy); červovitý - dlouhý se zakřivenými velmi tenkými konci; a také ve formě šestiúhelníkové hvězdy.
Velikost bakterií je velmi malá: od desetin mikrometru (μm) po několik mikrometrů. V průměru je velikost těla většiny bakterií 0,5-1 mikronů a průměrná délka tyčinkovitých bakterií je 2-5 mikronů. Existují bakterie, které jsou mnohem větší než průměrná velikost, a některé jsou na hranici viditelnosti v konvenčních optických mikroskopech. Tvar těla bakterií, stejně jako jejich velikost, se může lišit v závislosti na věku a podmínkách růstu. Za určitých relativně stabilních podmínek si však bakterie zachovávají svoji vlastní velikost a tvar. Hmotnost bakteriální buňky je velmi malá, přibližně 4-10-1:! G.
Struktura bakteriálních buněk . Buňka prokaryotických organismů, mezi které patří bakterie, má základní ultrastrukturní rysy. Buněčná stěna (membrána) je důležitým strukturálním prvkem většiny bakterií. Buněčná stěna tvoří 5 až 20% sušiny buňky. Má pružnost, slouží jako mechanická bariéra mezi protoplastem a prostředím a dává buňce určitý tvar. Buněčná stěna obsahuje heteropolymerní sloučeninu specifickou pro prokaryotické buňky - peptidoglykan (murein), který v buněčných stěnách eukaryotických organismů chybí. Podle metody barvení navržené dánským fyzikem H. Gramem (1884) jsou bakterie rozděleny do dvou skupin: grampozitivní a gramnegativní. Grampozitivní buňky si zachovávají barvivo, zatímco gramnegativní buňky ne, což je dáno rozdíly v chemickém složení a ultrastruktuře jejich buněčných stěn. U grampozitivních bakterií jsou buněčné stěny silnější, amorfní, obsahují velké množství mureinu (od 50 do 90% suché hmotnosti buněčné stěny) a teichoových kyselin. Buněčné stěny gramnegativních bakterií jsou tenčí, vrstvené, obsahují mnoho lipidů, málo mureinu (5-10%) a neobsahují žádné teichoové kyseliny.
Bakteriální buněčná stěna je často pokryta hlenem. Slizniční vrstva může být tenká, sotva rozlišitelná, ale může být významná, může tvořit tobolku. Kapsle je často mnohem větší než bakteriální buňka. Kal buněčných stěn je někdy tak silný, že tobolky jednotlivých buněk splývají do slizovitých hmot (zoogelů), ve kterých jsou proloženy bakteriální buňky. Slizové látky tvořené některými bakteriemi nejsou zadržovány jako kompaktní hmota kolem buněčné stěny, ale difundují do prostředí. Když se rychle množí v tekutých substrátech, hlenotvorné bakterie z nich mohou udělat souvislou slizniční hmotu. Tento jev je někdy pozorován u sladkých extraktů z řepy při výrobě cukru. Cukrový sirup se během krátké doby může změnit na viskózní slizniční hmotu. Maso, uzeniny, tvaroh podléhají slizu; pozoruje se viskozita mléka, okurek, nakládané zeleniny, piva, vína. Intenzita tvorby hlenu a chemické složení hlenu závisí na druhu bakterií a kultivačních podmínkách. Kapsle má užitečné vlastnosti, hlen chrání buňky před nepříznivými podmínkami - u mnoha bakterií se za takových podmínek produkce hlenu zvyšuje. Kapsle chrání buňku před mechanickým poškozením a vysycháním, vytváří další osmotickou bariéru, slouží jako překážka průniku fágů, protilátek a někdy je zdrojem rezervních živin. Cytoplazmatická membrána odděluje obsah buňky od buněčné stěny. Toto je povinná struktura jakékoli buňky. Pokud je narušena celistvost cytoplazmatické membrány, buňka ztrácí svoji životaschopnost. Cytoplazmatická membrána tvoří 8–15% sušiny buňky. Membrána obsahuje až 70-90% buněčných lipidů, její tloušťka je 7-10 nm 1. Na buněčných řezech v elektronovém mikroskopu je viditelný ve formě třívrstvé struktury - jedné lipidové vrstvy a dvou proteinových vrstev, které k ní přiléhají na obou stranách. Cytoplazmatická membrána místy proniká do buňky a vytváří všechny druhy membránových struktur. Obsahuje různé enzymy; je polopropustný, hraje důležitou roli při výměně látek mezi buňkou a prostředím. Cytoplazma bakteriální buňky je polotekutý, viskózní, koloidní systém. Na některých místech je prostoupen membránovými strukturami - mezozomy, které pocházely z cytoplazmatické membrány a udržovaly s ní spojení. Mezozomy mají různé funkce; v nich a v přidružené cytoplazmatické membráně jsou enzymy zapojené do energetických procesů - do dodávky energie do buňky. Dobře vyvinuté mezozomy se nacházejí pouze u grampozitivních bakterií, u gramnegativních jsou špatně vyvinuté a mají jednodušší strukturu. Cytoplazma obsahuje ribozomy, jaderný aparát a různé inkluze. Ribozomy jsou rozptýleny v cytoplazmě ve formě granulí o velikosti 20-30 nm; ribozomy jsou složeny z přibližně 60% ribonukleové kyseliny (RNA) a 40% proteinu. Ribosomy jsou zodpovědné za syntézu buněčných proteinů. V bakteriální buňce, v závislosti na jejím věku a životních podmínkách, může nebo může být 5-50 tisíc ribozomů. Nukleární aparát bakterií se nazývá nukleoid. Elektronová mikroskopie ultratenkých řezů bakteriální buňky umožnila zjistit, že nositelem genetické informace buňky je molekula deoxyribonukleové kyseliny (DNA). DNA je ve formě dvojitého šroubovicového vlákna uzavřeného v kruhu; říká se mu také „bakteriální chromozom“. Nachází se ve specifické oblasti cytoplazmy, ale není od ní oddělen vlastní membránou.
Cytoplazmatický inkluze bakteriální buňky jsou rozmanité, hlavně zásobní živiny, které se ukládají v buňkách, když se vyvíjejí v podmínkách přebytečných živin v prostředí, a jsou spotřebovávány, když jsou buňky v podmínkách hladovění. Bakteriální buňky ukládají polysacharidy: glykogen, škrobovou látku granulózy, která se používá jako zdroj uhlíku a energie. Lipidy se v buňkách nacházejí ve formě granulí a kapiček. Tuk je dobrým zdrojem uhlíku a energie. Mnoho bakterií hromadí polyfosfáty; jsou obsaženy v granulích volutinu a jsou buňkami využívány jako zdroj fosforu a energie. Molekulární síra se ukládá v buňkách sirných bakterií.
Motilita bakterií . Globulární bakterie jsou obvykle nehybné. Tyčinkovité bakterie jsou mobilní i nepohyblivé. Zakřivené a stočené bakterie jsou mobilní. Některé bakterie se pohybují klouzáním. Většina bakterií se pohybuje bičíky. Flagella jsou tenká, spirálově stočená proteinová vlákna, která se mohou otáčet. Délka bičíků je různá a tloušťka je tak malá (10-20 nm), že je lze vidět ve světelném mikroskopu až po speciálním zpracování buňky. Přítomnost, počet a umístění bičíků jsou neustálými znaky druhu a mají diagnostickou hodnotu. Bakterie s jedním bičíkem na konci buňky se nazývají monotrichi; se svazkem bičíků - lophotrichs ", se svazkem bičíků na obou koncích buňky - amphitrichs; bakterie, ve kterých jsou bičíky umístěny na celém povrchu buňky, se nazývají peritrichní. Rychlost pohybu bakterií je vysoká: v za druhé, buňka s bičíky může cestovat 20–50krát více, než je délka jejího těla. Za nepříznivých životních podmínek se stárnutím buňky při mechanickém působení může dojít ke ztrátě pohyblivosti. Kromě bičíků na povrchu některé bakterie mají velké množství vláknitých útvarů, mnohem tenčích a kratších než bičíky - fimbrie (nebo pily) ...
Reprodukce bakterií. Pro prokaryotické buňky je charakteristické jednoduché dělení buněk na dvě části. Buněčné dělení začíná zpravidla nějaký čas po dělení nukleoidů. Tyčinkovité bakterie se dělí napříč, kulovitého tvaru v různých rovinách. V závislosti na orientaci dělící roviny a jejich počtu vznikají různé formy: jednoduché koky, párové, řetězy, ve formě balíčků, svazků. Charakteristikou reprodukce bakterií je rychlost procesu. Rychlost dělení závisí na druhu bakterií, podmínkách kultivace: některé druhy se dělí každých 15–20 minut, jiné-po 5–10 hodinách. S tímto dělením dosahuje počet bakteriálních buněk za den obrovského počtu. To je často pozorováno u potravinářských výrobků: rychlé kynutí mléka v důsledku vývoje bakterií mléčného kvašení, rychlé kazení masa a ryb v důsledku vývoje hnilobných bakterií atd.
Sporulace. Spory v bakteriích se obvykle vytvářejí za nepříznivých podmínek vývoje: s nedostatkem živin, změnami teploty, pH, s akumulací metabolických produktů nad určitou úroveň. Schopnost vytvářet výtrusy má hlavně tyčinkovité bakterie. V každé buňce se vytvoří pouze jedna spor (endospóra).
Tvorba spor je složitý proces, rozlišuje se v něm několik fází: za prvé je pozorována restrukturalizace genetického aparátu buňky, mění se morfologie nukleoidů. Syntéza DNA se v buňce zastaví. Jaderná DNA se vytáhne jako vlákno, které se poté rozdělí; jeho část je soustředěna na jednom z pólů buňky. Tato část buňky se nazývá sporogenní zóna. Ve sporogenní zóně cytoplazma zahušťuje, poté je tato oblast oddělena od zbytku buněčného obsahu přepážkou (přepážkou). Odříznutá oblast je pokryta membránou mateřské buňky, vzniká takzvaná prospore. Prospore je struktura umístěná uvnitř mateřské buňky, od které je oddělena dvěma membránami: vnější a vnitřní. Mezi membránami se tvoří kortikální vrstva (kůra), která je chemickým složením podobná buněčné stěně vegetativní buňky. Kromě peptidoglykanu obsahuje kůra kyselinu dipikolinovou (C 7 H 8 O 4 Mg), která ve vegetativních buňkách chybí. Následně se nahoře na prospore vytvoří skořápka spór, skládající se z několika vrstev. Počet, tloušťka a struktura vrstev se u různých typů bakterií liší. Povrch vnějšího pláště může být hladký nebo s výrůstky různých délek a tvarů. Na vrcholu skořápky spór je často vytvořen ještě tenký kryt, který obklopuje spor ve formě krytu - exosporium.
Výtrusy mají obvykle kulatý nebo oválný tvar. Průměr spor některých bakterií přesahuje šířku buňky, v důsledku čehož se mění tvar buněk nesoucích výtrusy. Buňka nabývá tvaru vřetena (clostridium) pokud je výtrus umístěn v jeho středu nebo tvar paličky (plectridium) když je výtrus blízko konce buňky.
Po zrání spóry mateřská buňka zemře, její membrána se zničí a spor se uvolní. Proces tvorby spór trvá několik hodin.
Přítomnost husté, obtížně pronikající membrány v bakteriálních sporech, nízký obsah vody v ní, velké množství lipidů a také přítomnost vápník a kyselina dipikolinová způsobují vysokou odolnost proti sporům vůči faktorům prostředí. Spóry mohou být životaschopné stovky nebo dokonce tisíce let. Například životaschopné spory byly izolovány z mrtvol mamutů a egyptských mumií pocházejících tisíce let. Spory jsou odolné vůči vysokým teplotám: v suchém stavu umírají po zahřátí na 165-170 ° C po dobu 1,5-2 hodin a s přehřátou párou (v autoklávu)-při 121 ° C po dobu 15-30 minut.
Za příznivých podmínek vyroste spor do vegetativní buňky; tento proces obvykle trvá několik hodin.
Klíčící spóra začne aktivně absorbovat vodu, aktivují se její enzymy a zesílí se biochemické procesy, které vedou k růstu. Během klíčení spor se kůra mění v buněčnou stěnu mladé vegetativní buňky; kyselina dipikolinová a vápník se uvolňují do vnějšího prostředí. Vnější skořápka spory praskne, zlomením se objeví „výhonek“ nové buňky, ze které se pak vytvoří vegetativní bakteriální buňka.
Kažení potravin je způsobeno pouze vegetativními buňkami. Znalost faktorů, které přispívají k tvorbě spór v bakteriích, a faktorů, které způsobují jejich klíčení do vegetativních buněk, je důležitá při výběru způsobu zpracování produktů, aby se zabránilo jejich mikrobiálnímu zkažení.
Výše uvedené informace charakterizují hlavně takzvané pravé bakterie. Existují další, více či méně odlišní od nich, mezi něž patří následující.
Vláknité (vláknité bakterie). Jedná se o mnohobuněčné organismy ve formě různě dlouhých filamentů o průměru 1 až 7 mikronů, pohyblivých nebo připojených k substrátu. Většinou nitě se slizkým pláštěm. Mohou obsahovat oxid hořečnatý nebo oxidy železa. Žijí ve vodních útvarech, nacházejí se v půdě.
Myxobakterie. Jedná se o tyčinkovité bakterie, které se pohybují klouzáním. Tvoří plodnice - shluky buněk uvězněných v hlenu. Buňky v plodnicích přecházejí do klidového stavu - mixospory. Tyto bakterie žijí v půdě, na různých rostlinných odpadcích.
Pučící a stonkové bakterie se rozmnožují pučením, pronásledováním nebo obojím. Existují druhy s výrůstky - stehy. Žijí v půdě a vodních útvarech.
Aktinomycety. Bakterie jsou rozvětvené. Některé jsou mírně rozvětvené tyčinky (viz obr. 2, e), jiné jsou ve formě tenkých rozvětvených filamentů, které tvoří jednobuněčné mycelium. Myceliální aktinomycety, nazývané „zářivé houby“, se množí spory, které se vyvíjejí na vzdušných větvích mycelia. Aktinomycety jsou barevné; jsou v přírodě rozšířené. Nacházejí se také v potravinách a mohou způsobit zkažení. Výrobek získává charakteristický zemitý zápach. Mnoho aktinomycet produkuje antibiotika. Existují druhy, které jsou pro člověka a zvířata patogenní.
Mykoplazma. Organismy bez buněčné stěny jsou pokryty pouze třívrstvou membránou. Buňky jsou velmi malé, někdy ultramikroskopické (asi 200 nm), pleomorfní (různých tvarů) - od kokidních až po vláknité. Některé způsobují nemoci u lidí, zvířat, rostlin.
Základy bakteriální taxonomie Moderní systémy pro klasifikaci bakterií jsou v zásadě umělé a seskupují bakterie do určitých skupin na základě jejich podobnosti v komplexu morfologických, fyziologických, biochemických a genotypových znaků. K tomuto účelu se používají Bergiho směrnice pro definici bakterií (1974, 8. vydání a 1984. - 9. vydání). Podle 8. vydání jsou všechny prokaryoty rozděleny do dvou sekcí - sinice a bakterie. První část - sinice (modrozelené řasy) - jsou fototrofní mikroorganismy. Druhá část jsou bakterie. Toto oddělení je rozděleno do 19 skupin. 17. skupina zahrnuje aktinomycety. Podle 9. vydání je království prokaryot rozděleno do čtyř sekcí v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti buněčné stěny a jejím chemickém složení: první část-tenká kůže, zahrnuje skupiny bakterií, gramnegativní, fototrofní a sinice; ve 2. sekci - s tvrdou pletí, zahrnuje skupiny bakterií souvisejících s pozitivním Gramovým barvením; třetí část zahrnuje mykoplazmu - bakterie, které nemají buněčnou stěnu; čtvrtá část zahrnuje metanotvorné a archebakterie (zvláštní skupina bakterií, které žijí v extrémních podmínkách prostředí a jsou jednou z nejstarších forem života).
Klasifikace bakterií... Rozhodnutí Mezinárodního kodexu pro bakterie doporučilo následující taxonomické kategorie: třída, rozdělení, pořadí, rodina, rod, druh. Název druhu odpovídá binární nomenklatuře, to znamená, že se skládá ze dvou slov. Například původce syfilisu je zapsán jako Treponema pallidum. První slovo je na světě
název rodu je psán s velkým písmenem, druhé slovo označuje druh a je psáno malým písmenem. Když je druh znovu uveden, generický název se zkrátí na počáteční písmeno, například: T.pallidum.
Bakterie jsou klasifikovány jako prokaryoty, tj. předjaderné organismy, protože mají primitivní jádro bez obalu, jádro, histony. a v cytoplazmě nejsou žádné vysoce organizované organely (mitochondrie, Golgiho aparát, lysozomy atd.)
Ve starém Burgeyově průvodci systematickou bakteriologií byly bakterie rozděleny do 4 sekcí podle charakteristik bakteriální buněčné stěny: Gracilicutes - eubakterie s tenkou buněčnou stěnou, gramnegativní; Firmicutes - eubakterie se silnou buněčnou stěnou, grampozitivní; Tenericutes - eubakterie bez buněčné stěny; Mendosicutes - archea s vadnou buněčnou stěnou.
Každé oddělení bylo rozděleno do sekcí nebo skupin podle Gramova barvení, tvaru buněk, potřeby kyslíku, pohyblivosti, metabolických a nutričních charakteristik.
Podle 2. vydání (2001) pokynůBurgey, bakterie jsou rozděleny do 2 domén:„Bakterie“ a „Archaea“ (tabulka 2.1).
Stůl. Charakteristika doményBakterieaArchaea
|
Doména"Bakterie"(eubakterie) |
DoménaArchaea "(archeobakterie) |
|
V doméně „Bakterie“ lze rozlišit následující bakterie: 1) bakterie s tenkou buněčnou stěnou, gramnegativní *; 2) bakterie se silnou buněčnou stěnou, grampozitivní **; 3) Beta buněčná stěna bakterie (třída Mollicutes - mykoplazma) |
Archbacteria neobsahují v buněčné stěně peptidoglykan. Mají speciální ribozomy a ribozomální RNA (rRNA). Pojem „archaebacteria - objevil se v roce 1977. Je to jedna ze starověkých forem života, jak naznačuje předpona„ arche “. Nejsou mezi nimi žádní infekční agens. |
* Mezi tenkostěnné gramnegativní eubakterie rozlišovat mezi:
sférické formy nebo koky (gonokoky, meningokoky, veilonella);
stočené formy - spirochety a spirály;
tyčinkovité formy, včetně rickettsie.
** K silnostěnným grampozitivním eubakteriím zahrnout:
sférické formy nebo koky (stafylokoky, streptokoky, pneumokoky);
tyčinkovité formy, dále aktinomycety (větvící se, vláknité bakterie), korynebakterie (klavátové bakterie), mykobakterie a bifidobakterie (obr. 2.1).
Většina gramnegativních bakterií je seskupena do typu proteobakterií. na základě podobnosti v ribozomální RNA „Proteobacteria“ - pojmenované po řeckém bohu Proteovi. v různých formách). Objevily se z obecné fotosyntézy. tikový předek.
Grampozitivní bakterie jsou podle studovaných sekvencí ribozomální RNA samostatnou fylogenetickou skupinou se dvěma velkými podskupinami - s vysokým a nízkým poměrem G+ C (genetická podobnost). Stejně jako proteobakterie je tato skupina metabolicky různorodá.
Do domény "Bakterie»Obsahuje 22 typů, z tohoNásledující mají lékařský význam:
TypProteobakterie
Třída Alphaproteobacteria. Porod: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Třída Betaproteobakterie. Porod: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Třída Gammaproteobacteria. Porod: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serrateersia, Shigella
Třída Deltaproteobacteria. Rod: Bilophila
Třída Epsilonproteobakterie. Porod: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
TypFirmicutes (hlavnízpůsobgrampolo zhivnye)
Třída Clostridia. Porod: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gram negativní)
Třída Mollicutes. Porod: Mycoplasma, Ureaplasma
Třída Bacily. Porod: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
TypAktinobakterie
Třída Aktinobakterie. Porod: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
TypClamydiae
Třída Clamydiae. Porod: Clamydia, Clamydophila
TypSpirochaetes
Třída Spirochaetes. Porod: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Typ Bacteroidetes
Třída Bacteroidetes. Porod: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Třída Flavobakterie. Porod: Flavobacterium
Rozdělení bakterií podle strukturních znaků buněčné stěny je spojeno s možnou variabilitou jejich barvy v konkrétní barvě podle Gramovy metody. Podle této metody, navržené v roce 1884 dánským vědcem H. Gramem, jsou v závislosti na výsledcích barvení bakterie rozděleny na grampozitivní, barvené modrofialovou a gramnegativní, obarvené červeně. Ukázalo se však, že bakterie s takzvaným grampozitivním typem buněčné stěny (silnější než gramnegativní bakterie), například bakterie rodu Mobiluncus a některé bakterie tvořící spory, místo obvyklého gramu -pozitivní barva, mají gramnegativní barvu. Proto jsou pro taxonomii bakterií vlastnosti struktury a chemického složení buněčných stěn důležitější než Gramovo barvení.
2.2.1. Formy bakterií
Existuje několik hlavních forem bakterií (viz obr. 2.1) - kokidní, tyčinkovité, spletité a rozvětvené vláknité formy bakterií.
Sférické formy nebo koky,- kulovité bakterie o velikosti 0,5-1,0 mikronů *, které se podle relativní polohy dělí na mikrokoky, diplokoky, streptokoky, tetrakoky, sarciny a stafylokoky.
Mikrokoky(z řečtiny. mikro - malé) - samostatně umístěné buňky.
Diplomokoky(z řečtiny. diploos - dvojité) nebo párové koky, jsou uspořádány ve dvojicích (pneumokok, gonokok, meningokok), protože buňky se po rozdělení nerozcházejí. Pneumokok (původce zápalu plic) má kopinatý tvar na opačných stranách a gonokok(původce kapavky) a meningococcus (původce epidemické meningitidy) jsou ve formě kávových zrn směřujících k sobě konkávním povrchem.
Streptokoky(z řečtiny. streptos - řetěz) - buňky zaobleného nebo protáhlého tvaru, které tvoří řetězec v důsledku dělení buněk v jedné rovině a zachování spojení mezi nimi v místě dělení.
Sarcinas(z lat. sarcina - svazek, balík) jsou uspořádány ve formě balíčků po 8 a více koky, protože vznikají při dělení buněk ve třech vzájemně kolmých rovinách.
Stafylokoky(z řečtiny. stafylek - hrozen) - koky, uspořádané ve formě hroznu v důsledku rozdělení do různých rovin.
Tyčinkovité bakterie se liší velikostí, tvarem konců buněk a vzájemným uspořádáním buněk. Délka buněk se pohybuje od 1,0 do 10 µm, tloušťka je od 0,5 do 2,0 µm. Coli může být správná (E. coli atd.) A nesprávná (corynebacterium a atd.) formy, včetně větvení, například u aktinomycetů. Nejmenší tyčinkovité bakterie jsou rickettsie.
Konce tyčinek mohou být odříznuty (antrax bacillus), zaobleny (Escherichia coli), špičaté (fusobakterie) nebo ve formě zesílení. V druhém případě hůl vypadá jako palcát (corynebacterium diphtheria).
Mírně zakřivené tyče se nazývají vibrios (Vibrio cholerae). Většina tyčinkovitých bakterií je umístěna náhodně, protože po rozdělení se buňky rozcházejí. Pokud po rozdělení zůstanou buňky připojeny -
s běžnými fragmenty buněčné stěny a nerozcházejí se, pak jsou umístěny pod úhlem k sobě (corynebacterium diphtheria) nebo tvoří řetězec (antrax bacillus).
Zakřivené tvary- například spirálové bakterie spirilla, mající vzhled spletitých buněk podobných vývrtce. Patogenní spirillum zahrnuje původce sodoku (onemocnění kousnutí krys). Krimpované také zahrnují cam-pylobacteria a helicobacteria, které mají ohyby jako křídlo létajícího racka; v jejich blízkosti jsou také bakterie, jako jsou spirochety. Spirochety- tenké, dlouhé, zvlněné
bakterie ve tvaru spirály), které se liší od spirilly pohyblivostí v důsledku změn flexe v buňkách. Spirochety se skládají z vnější membrány
buněčná stěna) obklopující protoplazmatický válec s cytoplazmatickou membránou a axiálním filamentem (axistil). Axiální vlákno se nachází pod vnější membránou buněčné stěny (v periplazmě) a jakoby se zkroutí kolem protoplazmatického válce spirochety, čímž získá šroubovicový tvar (primární kadeře spirochet). Axiální vlákno se skládá z periplazmatických vláken, analogů bakteriálních bičíků, a je to kontraktilní protein zvaný bičík. Fibrily jsou připevněny ke koncům buňky (obr. 2.2) a směřují k sobě. Druhý konec fibril je volný. Počet a umístění fibril se liší druh od druhu. Fibrily se podílejí na pohybu spirochet, což buňkám uděluje rotační, flexní a translační pohyb. V tomto případě spirochety tvoří smyčky, kadeře, ohyby, které se nazývají sekundární kadeře. Spirochety
barviva jsou špatně vnímána. Obvykle jsou obarveny podle Romanovského-Giemsa nebo stříbřením. Živé spirochety jsou vyšetřovány pomocí fázového kontrastu nebo mikroskopie v tmavém poli.
Spirochety jsou zastoupeny 3 rody, patogenními pro člověka: Treponema, Borrelie, Leptospira.
Treponema(rod Treponema) vypadají jako tenké vývrtky podobné kroucené nitě s 8-12 stejnoměrnými malými kadeřemi. Kolem protoplastu treponémů jsou umístěny 3-4 fibrily (bičíky). Cytoplazma obsahuje cytoplazmatická vlákna. Patogenní zástupci jsou T.pallidum - původce syfilisu, T.pertenze - původcem tropických chorob je fram-bezia. Existují také saprofyty - obyvatelé lidských úst, bahno nádrží.
Borrelie(rod Borrelie), na rozdíl od treponémů jsou delší, mají 3–8 velkých kadeří a 7–20 fibril. Patří mezi ně původce relapsující horečky (PROTI.recurrentis) a původci boreliózy (PROTI.burgdorferi atd.).
Leptospira(rod Leptospira) mít mělké a časté kudrlinky - ve formě zkrouceného lana. Konce těchto spirochet jsou zakřivené jako háčky se zesílenými konci. Tvořící sekundární kadeře, mají formu písmen S nebo s; mají 2 axiální vlákna (bičíky). Patogenní zástupce L. v terroganové při požití vody nebo jídla způsobuje leptospirózu, což vede k rozvoji krvácení a žloutenky.
v cytoplazmě a některé v jádru infikovaných buněk. Žijí v členovcích (vši, blechy, klíšťata), kteří jsou jejich hostiteli nebo přenašeči. Rickettsiae dostala své jméno podle H. T. Ricketts, amerického vědce, který poprvé popsal jeden z patogenů (horečka skvrnitá na Rocky Mountain). Tvar a velikost rickettsie se může lišit (nepravidelně tvarované, vláknité buňky) v závislosti na podmínkách růstu. Struktura rickettsie se neliší od gramnegativních bakterií.
Rickettsie mají metabolismus nezávislý na hostitelské buňce; je však možné, že pro reprodukci přijímají z hostitelské buňky makroergní sloučeniny. V nátěrech a tkáních jsou barveny podle Romanovského-Giemsy, podle Macchiavella-Zdrodovského (rickettsie je červená a infikované buňky jsou modré).
U lidí způsobují rickettsie epidemický tyfus (Rickettsia prowazekii), klíšťová rickettsióza (R.. sibirica), Skalnatá horská skvrnitá horečka (R.. rickettsii) a další rickettsiózy.
Elementární těla vstupují do epiteliální buňky endocytózou s tvorbou intracelulární vakuoly. Uvnitř buněk se zvětšují a mění se v dělící se retikulární těla, ve vakuolách tvoří inkluze (inkluze). Elementární těla jsou vytvořena z retikulárních těl, která opouštějí buňky exocytózou nebo buněčnou lýzou. Vychází z
buňky elementárního těla vstupují do nového cyklu a infikují další buňky (obr. 16.11.1). U lidí způsobují chlamydie poškození očí (trachom, zánět spojivek), urogenitálního traktu, plic atd.
Aktinomycety-rozvětvené, vláknité nebo tyčinkovité grampozitivní bakterie. Jeho název (z řečtiny. actis - Rayi, mykes - houba) obdrželi v souvislosti s tvorbou drúz v postižených tkáních - granule pevně propletených nití ve formě paprsků vybíhajících ze středu a končících baňkovitými zahušťovadly. Actinomycetes, jako houby, tvoří mycelium - nitkovité proplétající se buňky (hyfy). Vytvářejí substrátové mycelium, které se tvoří v důsledku zarůstání buněk do živného média, a vzduchové mycelium, které roste na povrchu média. Aktinomycety se mohou dělit fragmentací mycelia na buňky podobné tyčovitým a kokidním bakteriím. Na vzdušných hyfách aktinomycetů se tvoří spóry, které slouží k reprodukci. Spory Actinomycete obvykle nejsou žáruvzdorné.
Společnou fylogenetickou větev s aktinomycety tvoří takzvané nocardi-like (nocardioform) aktinomycety, sběrná skupina tyčinkovitých, nepravidelně tvarovaných bakterií. Jejich jednotliví zástupci tvoří větvící se formy. Patří sem bakterie rodu Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Aktinomycety podobné nocardii se vyznačují přítomností arabinosy, galaktózy a také mykolových kyselin a velkého množství mastných kyselin v buněčné stěně. Mycolové kyseliny a lipidy buněčných stěn určují odolnost vůči kyselinám vůči bakteriím, zejména vůči mykobakteriím tuberkulózy a malomocenství (při barvení podle Ziehla-Nelsena jsou červené a nekyselinové bakterie a tkáňové prvky, sputa jsou modré) .
Patogenní aktinomycety způsobují aktinomykózu, nokardii - nokardiózu, mykobakterie - tuberkulózu a malomocenství, korynebakterie - záškrt. V půdě jsou rozšířené saprofytické formy aktinomycetů a aktinomycetů podobných nocardiím, z nichž mnohé jsou producenty antibiotik.
Buněčná stěna- silná, elastická struktura, která dává bakteriím určitý tvar a spolu s podkladovou cytoplazmatickou membránou „zadržuje“ vysoký osmotický tlak v bakteriální buňce. Podílí se na procesu buněčného dělení a transportu metabolitů, má receptory pro bakteriofágy, bakteriociny a různé látky. Nejsilnější buněčná stěna u grampozitivních bakterií (obr. 2.4 a 2.5). Pokud je tedy tloušťka buněčné stěny gramnegativních bakterií přibližně 15-20 nm, pak u grampozitivních bakterií může dosáhnout 50 nm nebo více.
Mykoplazma- malé bakterie (0,15-1,0 mikronů), obklopené pouze cytoplazmatickou membránou. Patří do třídy Mollicutes, obsahují steroly. Vzhledem k absenci buněčné stěny jsou mykoplazmy osmoticky citlivé. Mají různé tvary: kokoidní, vláknité, ve tvaru baňky. Tyto formy jsou viditelné během fázově kontrastní mikroskopie čistých kultur mykoplazmat. Na hustém živném médiu tvoří mykoplazmy kolonie připomínající smažená vejce: centrální neprůhledná část, ponořená do média, a průsvitná periferie ve formě kruhu.
Mykoplazmy způsobují u lidí SARS (Mykoplazma pneumoniae) a léze urogenitálního traktu (M.homi- nis atd.). Mykoplazmy způsobují onemocnění nejen u zvířat, ale také u rostlin. Nepatogenní zástupci jsou poměrně rozšíření.
2.2.2. Struktura bakteriálních buněk
Struktura bakterií byla dobře studována pomocí elektronové mikroskopie celých buněk a jejich ultratenkých řezů a dalších metod. Bakteriální buňka je obklopena membránou sestávající z buněčné stěny a cytoplazmatické membrány. Pod obalem je protoplazma, která se skládá z cytoplazmy s inkluzí a jádra zvaného nukleoid. Existují další struktury: kapsle, mikrokapsle, hlen, bičíky, pili (obr. 2.3). Některé bakterie mohou za nepříznivých podmínek vytvářet spory.
V buněčné stěně grampozitivních bakterií obsahuje malé množství polysacharidů, lipidů, bílkovin. Hlavní složkou buněčné stěny těchto bakterií je vícevrstvý peptidoglykan (mu-rein, mucopeptide), který tvoří 40-90% hmoty buněčné stěny. Kyseliny teichoové (z řečtiny. teichos - stěna), jejichž molekulami jsou řetězce 8-50 zbytků glycerolu a ribitolu spojené fosfátovými můstky. Tvar a síla bakterií je dána tuhou vláknitou strukturou vícevrstvého, zesíťovaného peptidoglykanu spojeného peptidem.
Peptidoglykan je reprezentován paralelními molekulami glykan... skládající se z opakujících se zbytků N-acetylglukosaminu a kyseliny N-acetylmuramové spojených glykosidickou vazbou. Tyto vazby narušuje lysozym, což je acetylmuramidáza. Molekuly glykanu jsou spojeny prostřednictvím kyseliny N-acetylmuramové křížovou peptidovou vazbou čtyř aminokyselin ( tetrapeptid). Odtud také pochází název tohoto polymeru - peptidoglykan.
Peptidová vazba peptidoglykanu u gramnegativních bakterií je založena na tetrapeptidech sestávajících ze střídajících se L- a D-aminokyselin, například: L-alanin-kyselina D-glutamová-kyselina meso-diaminopimelová-D-alanin. Mít E.coli (gramnegativní bakterie) peptidové řetězce jsou navzájem spojeny prostřednictvím D-alaninu jednoho řetězce a meso-diaminopimeli-
nová kyselina je jiná. Složení a struktura peptidové části peptidoglykanu gramnegativních bakterií je stabilní, na rozdíl od peptidoglykanu grampozitivních bakterií, jejichž aminokyseliny se mohou lišit složením a sekvencí. Peptidoglycan tetrapeptidy v grampozitivních bakteriích jsou navzájem spojeny polypeptidovými řetězci o 5 zbytcích
glycin (pentaglycin). Místo kyseliny meso-diamino-pimelové často obsahují lysin. Glykánové prvky (acetylglukosamin a kyselina acetylmuramová) a tetrapeptidové aminokyseliny (meso-diaminopimelová a D-glutamová kyselina, D-alanin) jsou charakteristickým rysem bakterií, protože u zvířat a lidí chybí.
Schopnost grampozitivních bakterií během Gramova barvení zadržet enciánovou fialku v komplexu s jódem (modrofialová barva bakterií) je spojena s vlastností vícevrstvého peptidoglykanu interagovat s barvivem. Navíc následné ošetření bakteriálního nátěru alkoholem způsobí zúžení pórů v peptidoglykanu a tím zachová barvivo v buněčné stěně. Gramnegativní bakterie po vystavení alkoholu ztrácejí barvivo, což je dáno nižším množstvím peptidoglykanu (5-10% hmotnosti buněčné stěny); jsou zbarveny alkoholem a při léčbě fuchsinem nebo safraninem zčervenají.
PROTI složení buněčné stěny gramnegativních bakterií vstupuje do vnější membrány, vázaný lipoproteinem na podložní vrstvu peptidoglykanu (obr. 2.4 a 2.6). Během elektronové mikroskopie ultratenkých sekcí bakterií vypadá vnější membrána jako vlnovitá třívrstvá struktura podobná vnitřní membráně, která se nazývá cytoplazmatická. Hlavní složkou těchto membrán je bimolekulární (dvojitá) lipidová vrstva.
Vnější membrána je mozaikovou strukturou reprezentovanou lipopolysacharidy, fosfolipidy a proteiny. Jeho vnitřní vrstvu představují fosfolipidy a ve vnější vrstvě se nachází lipopolysacharid(LPS). Vnější membrána je tedy asymetrická. LPS vnější membrány se skládá ze tří fragmentů:
lipid A - konzervativní struktura, prakticky stejná u gramnegativních bakterií;
jádro nebo jádro, kůrovitá část (lat. jádro - jádro), relativně konzervovaná oligosacharidová struktura;
vysoce variabilní O-specifický polysacharidový řetězec tvořený opakováním identických oligosacharidových sekvencí.
LPS je „ukotven“ ve vnější membráně lipidem A, který určuje toxicitu L PS, a je proto identifikován s endotoxinem. Zničení bakterií antibiotiky uvolňuje velké množství endotoxinu, což může u pacienta způsobit endotoxický šok. Lipid A opouští jádro nebo jádrovou část LPS. Nejstálejší částí jádra LPS je kyselina keto-deoxyoctonová (kyselina 3-deoxy-O-man-no-2-oktulosonová). Řetězec specifický pro O vyčnívající z jádrové části molekuly LPS určuje séroskupinu, sérovar (typ bakterií detekovaných imunitním sérem) konkrétního kmene bakterií. Pojem LPS je tedy spojen s konceptem O-antigenu, pomocí kterého lze rozlišovat bakterie. Genetické změny mohou vést k defektům, „zkrácení“ bakteriálního LPS a výsledkem jsou „hrubé“ kolonie R-forem.
Matricové proteiny vnější membrány ji prostupují takovým způsobem, že molekuly bílkovin, nazývané poriny, ohraničují hydrofilní póry, kterými prochází voda a malé hydrofilní molekuly s relativní hmotností až 700 Da.
Mezi vnějšími a cytoplazmatickými membránami je periplazmatický prostor neboli periplazma obsahující enzymy (proteázy, lipázy, fosfatázy,
nukleázy, beta-laktamázy), jakož i součásti transportních systémů.
Když je syntéza bakteriální buněčné stěny narušena pod vlivem lysozymu, penicilinu, ochranných faktorů těla a dalších sloučenin, vytvoří se buňky se změněným (často sférickým) tvarem: protoplasty jsou bakterie zcela zbavené buněčné stěny; sféroidy jsou bakterie s částečně zachovanou buněčnou stěnou. Po odstranění inhibitoru buněčné stěny se mohou tyto pozměněné bakterie zvrátit, tj. Získat plnohodnotnou buněčnou stěnu a obnovit její původní tvar.
Bakterie sféroidního nebo protoplastového typu, které ztratily schopnost syntetizovat peptidoglykan pod vlivem antibiotik nebo jiných faktorů a jsou schopné se množit, se nazývají L-formy (z názvu institutu D. Listera, kde byly poprvé studovány ). L-formy mohou také vzniknout v důsledku mutací. Jsou to osmoticky citlivé, kulovité buňky ve tvaru baňky různých velikostí, včetně těch, které procházejí bakteriálními filtry. Některé L-formy (nestabilní) se po odstranění faktoru, který vedl ke změnám v bakteriích, mohou zvrátit a „vrátit“ se do původní bakteriální buňky. L-formy mohou tvořit mnoho patogenů infekčních chorob.
Cytoplazmatické membrány ana v elektronové mikroskopii ultratenkých řezů jde o třívrstvou membránu (2 tmavé vrstvy o tloušťce 2,5 nm jsou od sebe odděleny světlem - meziproduktem). Strukturou (viz obr. 2.5 a 2.6) je podobný plasmalemmu živočišných buněk a skládá se z dvojité vrstvy lipidů, hlavně fosfolipidů, s vloženým povrchem a integrálními proteiny, jako by pronikaly strukturou membrány. Některé z nich jsou permeázy zapojené do transportu látek.
Cytoplazmatická membrána je dynamická struktura s pohyblivými součástmi, proto je prezentována jako mobilní tekutinová struktura. Obklopuje vnější část cytoplazmy bakterií a podílí se na regulaci osmotického tlaku
transport látek a energetický metabolismus buňky (díky enzymům elektronového transportního řetězce, adenosintrifosfatáze atd.).
Při nadměrném růstu (ve srovnání s růstem buněčné stěny) cytoplazmatická membrána tvoří invagináty - invaginace ve formě komplexně zkroucených membránových struktur zvaných mezozomy. Méně složitě zkroucené struktury se nazývají intracytoplazmatické membrány. Role mezozomů a intracytoplazmatických membrán není zcela objasněna. Dokonce se předpokládá, že jsou artefaktem vzniklým po přípravě (fixaci) preparátu pro elektronovou mikroskopii. Přesto se věří, že deriváty cytoplazmatické membrány se podílejí na buněčném dělení, poskytují energii pro syntézu buněčné stěny, podílejí se na sekreci látek, sporulaci, tj. Na procesech s vysokou spotřebou energie.
Cytoplazma zabírá většinu bakteriální buňky a skládá se z rozpustných proteinů, ribonukleových kyselin, inkluzí a mnoha malých granulí - ribozomů zodpovědných za syntézu (translaci) proteinů.
Bakteriální ribozomy mají velikost asi 20 nm a sedimentační koeficient 70S, na rozdíl od ribosomů SOS charakteristických pro eukaryotické buňky. Některá antibiotika proto vazbou na bakteriální ribozomy potlačují syntézu bakteriálních proteinů, aniž by ovlivňovaly syntézu proteinů eukaryotických buněk. Bakteriální ribozomy se mohou rozdělit na dvě podjednotky - 50S a 30S. Ribozomální RNA (rRNA) jsou konzervativní prvky bakterií („molekulární hodiny“ evoluce). 16S rRNA je součástí malé podjednotky ribozomů a 23S rRNA je součástí velké podjednotky ribozomů. Studium 16S rRNA je základem genosystematiky, což umožňuje posoudit stupeň příbuznosti organismů.
Cytoplazma obsahuje různé inkluze ve formě granulí glykogenu, polysacharidů, kyseliny beta-hydroxymáselné a polyfosfátů (volutin). Hromadí se, když je v životním prostředí přebytek živin a
hrát roli rezervních látek pro výživové a energetické potřeby.
Volutin má afinitu k zásaditým barvivům a je snadno detekovatelný pomocí speciálních metod barvení (například podle Neissera) ve formě metachromatických granulí. S toluidinovou modří nebo methylenovou modří má volutin červenofialovou barvu a cytoplazma bakterie je modrá. Charakteristické uspořádání volutinových granulí je odhaleno v záškrtu bacilu ve formě intenzivně barvících pólů buněk. Metachromatické zbarvení volutinu je spojeno s vysokým obsahem polymerizovaného anorganického polyfosfátu. V elektronové mikroskopii vypadají jako elektronově husté granule o velikosti 0,1-1,0 mikronů.
Nukleoid- ekvivalent jádra v bakteriích. Nachází se v centrální zóně bakterií ve formě dvouvláknové DNA, uzavřené v kruhu a pevně zabalené jako koule. Jádro bakterií na rozdíl od eukaryot nemá jaderný obal, jádro a základní proteiny (histony). Bakteriální buňka obvykle obsahuje jeden chromozom, reprezentovaný molekulou DNA s uzavřeným kruhem. Pokud je rozdělení narušeno, mohou v něm konvergovat 4 nebo více chromozomů. Nukleoid je detekován ve světelném mikroskopu po barvení metodami specifickými pro DNA: podle Fehlgena nebo podle Romanovského-Giemsy. Na vzorcích elektronové difrakce ultratenkých sekcí bakterií má nukleoid podobu světelných zón s fibrilárními vláknitými strukturami DNA, spojenými určitými oblastmi s
cytoplazmatická membrána nebo mezo-
můj zapojený do replikace chromozomů (viz obr. 2.5 a 2.6).
Kromě nukleoidu, reprezentovaného jedním
chromozom, bakteriální buňka obsahuje
nechromozomální faktory dědičnosti -
plazmidy (viz oddíl 5.1.2.), představující
jsou kovalentně uzavřené prstence DNA.
Kapsle, mikrokapsle, sliz ... Kapsle-
slizniční struktura o tloušťce více než 0,2 mikronu, pevně spojená s buněčnou stěnou bakterií a s jasně definovanými vnějšími hranicemi. Kapsle je rozlišitelná v nátěrech-otisky od patologického materiálu. V čistých kulturách bakterií se tvoří kapsle
méně často. Detekuje se speciálními metodami barvení nátěru podle Burri-Hins, které vytvářejí negativní kontrast látek kapsle: řasenka vytváří kolem kapsle tmavé pozadí.
Kapsle se skládá z polysacharidů (ec-zopolysacharidů), někdy z polypeptidů; například v antraxu bacilu se skládá z polymerů kyseliny D-glutamové. Kapsle je hydrofilní a obsahuje velké množství vody. Zabraňuje bakteriální fagocytóze. Kapsle antigenu: způsobují ji protilátky proti tobolce zvýšení (reakce oteklá a já kapsle ly).
Mnoho bakterií tvoří mikrokapsli - slizký útvar o tloušťce menší než 0,2 mikronu, detekovatelný pouze elektronovou mikroskopií. Je třeba odlišit hlen od kapsle - mukoidní exopolysacharidy, které nemají jasné vnější hranice. Sliz je rozpustný ve vodě.
Mukoidové exopolysacharidy jsou charakteristické pro mukoidní kmeny Pseudomonas aeruginosa, které se často nacházejí ve sputu pacientů s cystickou fibrózou. Bakteriální exopolysacharidy se účastní adheze (adheze k substrátům); také se jim říká glyko-
kalich. Kromě syntézy exopolysacharidů bakteriemi existuje ještě jeden mechanismus jejich vzniku: působením extracelulárních enzymů bakterií na disacharidy. V důsledku toho se tvoří dextrany a levany.
Kapsle a hlen chrání bakterie před poškozením a vysycháním, protože jsou hydrofilní a dobře vážou vodu, zabraňují působení ochranných faktorů makroorganismu a bakteriofágů.
Bičík bakterie určují pohyblivost bakteriální buňky. Flagella jsou tenká vlákna pocházející z cytoplazmatické membrány a jsou delší než samotná buňka (obr. 2.7). Tloušťka bičíku 12-20 nm, délka 3-15 mikronů. Skládají se ze 3 částí: spirálového vlákna, háčku a bazálního tělíska obsahujícího tyč se speciálními kotouči (1 pár disků pro grampozitivní bakterie a 2 páry pro gramnegativní bakterie). Bičíky jsou k cytoplazmatické membráně a buněčné stěně připevněny kotouči. To vytváří efekt elektrického motoru s tyčí - rotorem, který otáčí bičík. Rozdíl v protonových potenciálech přes cytoplazmatickou membránu se používá jako zdroj energie. Rotační mechanismus zajišťuje protonová ATP syntetáza. Rychlost otáčení bičíku může dosáhnout 100 r / s. Pokud má bakterie několik bičíků, začnou se otáčet synchronně, proplétat se do jednoho svazku a vytvářet jakousi vrtuli.
Bičíky jsou složeny z bílkoviny - bičíku (od. bičík - flagellum), což je antigen-takzvaný H-antigen. Flagellin podjednotky jsou zkroucené ve spirále.
Počet bičíků u bakterií různých druhů kolísá od jednoho (monotrichního) u Vibrio cholerae po desítky a stovky bičíků táhnoucích se po obvodu bakterií (peritrichus), u E. coli, Proteus atd. Lofotrichy mají svazek bičíků na jednom z konců buňky. Amphitrichové mají jeden bičík nebo svazek bičíků na opačných koncích buňky.
Flagella se detekuje pomocí elektronové mikroskopie přípravků postřikovaných těžkými kovy nebo ve světelném mikroskopu po zpracování speciálními metodami založenými na leptání a adsorpci různých
látky vedoucí ke zvýšení tloušťky bičíků (například po stříbření).
Villi, nebo pil(fimbria) - vláknité útvary (obr. 2.7), tenčí a kratší (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikronů) než bičíky. Slupky se táhnou z povrchu buňky a jsou složeny z peelingového proteinu. Mají antigenní aktivitu. Rozlišujte pilulky zodpovědné za adhezi, to znamená za připojení bakterií k postižené buňce, stejně jako pilulky zodpovědné za výživu, metabolismus vodní soli a pohlaví (F-pila), neboli konjugace, pila.
Obvykle pili ve velkém množství - několik stovek na klec. Obvykle však má 1-3 sexuální pily na buňku: jsou tvořeny takzvanými „mužskými“ dárcovskými buňkami obsahujícími přenosné plazmidy (F-, R.-, Col-plazmidy). Charakteristickým rysem genitální pili je jejich interakce se speciálními „mužskými“ sférickými bakteriofágy, které jsou intenzivně adsorbovány na genitální pili (obr. 2.7).
Kontroverze- zvláštní forma spících bakterií s grampozitivním typem struktury buněčné stěny (obr. 2.8).
Spory se tvoří za nepříznivých podmínek pro existenci bakterií (vysychání, nedostatek výživy atd.). Uvnitř bakteriální buňky se vytvoří jedna spor (endospóra). Tvorba spor přispívá k zachování druhu a není prostředkem reprodukce, jako u hub.
Bakterie rodu tvořící spóry Bacil, na jejichž velikost spóry nepřesahuje průměr buňky se nazývají bacily. Bakterie tvořící spóry, u nichž velikost spóry přesahuje průměr buňky, a proto mají tvar vřetene, se nazývají klostridie, například bakterie rodu Clostridium (lat. Clostridium - vřeteno). Spóry jsou odolné vůči kyselinám, a proto se barví podle Aujeszkyho metody nebo Ziehl-Nelsenovy metody červeně a vegetativní buňka modře.
Tvorba spor, tvar a umístění spór v buňce (vegetativní) jsou specifickou vlastností bakterií, která umožňuje jejich vzájemné odlišení. Tvar spór může být oválný, sférický; umístění v buňce je terminální, to znamená na konci bacilu (u původce tetanu), subterminál - blíže ke konci bacilu (u původců botulismu, plynové gangrény) a centrální v antraxu bacil).
Proces sporulace(sporulace) prochází řadou fází, během nichž se oddělí část cytoplazmy a chromozom bakteriální vegetativní buňky, obklopené prorůstající cytoplazmatickou membránou - vznikne prospore. Prospore je obklopena dvěma cytoplazmatickými membránami, mezi nimiž je vytvořena tlustá změněná peptidoglykanová vrstva kůry (kůry). Zevnitř přichází do styku s buněčnou stěnou spory a zvenčí - s vnitřní skořápkou spory. Vnější plášť výtrusu je tvořen vegetativní buňkou. Spory některých bakterií mají další kryt - exosporium. Tak se vytvoří vícevrstvá špatně propustná skořápka. Tvorba spor je doprovázena intenzivní spotřebou spór a poté tvořící se slupky spóry kyseliny dipikolinové a iontů vápníku. Spor nabývá odolnost vůči teplu, což je spojeno s přítomností dipikolinátu vápenatého v něm.
Výtrus může přetrvávat po dlouhou dobu díky přítomnosti vícevrstvé skořápky, dipikolinátu vápenatého, nízkému obsahu vody a pomalým metabolickým procesům. Například v půdě mohou původci antraxu a tetanu přetrvávat po celá desetiletí.
Za příznivých podmínek klíčí spóry, které procházejí třemi po sobě následujícími fázemi:
aktivace, iniciace, růst. V tomto případě se z jedné spóry vytvoří jedna bakterie. Aktivace je připravenost klíčit. Při teplotě 60-80 ° C se spóra aktivuje pro klíčení. Zahájení klíčení trvá několik minut. Fáze klíčení se vyznačuje rychlým růstem, doprovázeným destrukcí skořápky a vznikem sazenice.
Mikrobiologie studuje strukturu, vitální aktivitu, životní podmínky a vývoj nejmenších organismů zvaných mikroby nebo mikroorganismy.
"Neviditelní, neustále doprovázejí člověka a zasahují do jeho života buď jako přátelé, nebo jako nepřátelé," řekl akademik V. L. Omelyanskiy. Mikrobi jsou skutečně všude: ve vzduchu, ve vodě a v půdě, u lidí a zvířat. Mohou být prospěšné a používají se při výrobě mnoha potravin. Mohou být škodlivé, způsobovat lidské nemoci, kazit jídlo atd.
Mikroby objevil Holanďan A. Levenguk (1632-1723) na konci 17. století, kdy vyrobil první čočky se zvětšením 200 a vícekrát. Mikrokosmos, který viděl, ho ohromil, Levenguk popsal a načrtl mikroorganismy, které našel na různých předmětech. Položil základ popisné povahy nové vědy. Objevy Louise Pasteura (1822-1895) prokázaly, že mikroorganismy se liší nejen tvarem a strukturou, ale také životně důležitými funkcemi. Pasteur zjistil, že kvasinky způsobují alkoholové kvašení a někteří mikrobi jsou schopni způsobovat infekční choroby u lidí a zvířat. Pasteur vstoupil do historie jako vynálezce metody očkování proti vzteklině a antraxu. Světoznámý příspěvek k mikrobiologii R. Koch (1843-1910)-objevil původce tuberkulózy a cholery, II Mechnikov (1845-1916)-rozvinul fagocytární teorii imunity, zakladatel virologie DI Ivanovsky (1864-1920) , N. F. Gamaley (1859-1940) a mnoho dalších vědců.
Mikrobi - jedná se o nejmenší, převážně jednobuněčné živé organismy, viditelné pouze mikroskopem. Velikost mikroorganismů se měří v mikrometrech - mikronech (1/1000 mm) a nanometrech - nm (1/1000 mikronů).
Mikrobi se vyznačují obrovskou rozmanitostí druhů, lišících se strukturou, vlastnostmi a schopností existovat v různých podmínkách prostředí. Mohou být jednobuněčné, mnohobuněčné a nebuněčný.
Mikrobi se dělí na bakterie, viry a fágy, houby, kvasinky. Samostatně se rozlišují odrůdy bakterií - rickettsie, mykoplazma, zvláštní skupinu tvoří prvoci (prvoci).
Bakterie- převážně jednobuněčné mikroorganismy o velikosti od desetin mikrometru, například mykoplazma, až po několik mikrometrů, a ve spirochetech - až 500 mikronů.
Existují tři hlavní formy bakterií - sférické (koky), tyčinkovité (bacily atd.), Spletité (vibria, spirochety, spirilla) (obr. 1).
Globulární bakterie (koky) mají obvykle tvar koule, ale mohou být mírně oválné nebo fazolové. Koky mohou být umístěny jeden po druhém (mikrokoky); v párech (diplokoky); ve formě řetězců (streptokoků) nebo hroznových trsů (stafylokoků), v balíčku (sarciny). Streptokoky mohou způsobit bolest v krku a erysipel, stafylokoky - různé zánětlivé a hnisavé procesy.
Rýže. 1. Formy bakterií: 1 - mikrokoky; 2 - streptokoky; 3 - sardinky; 4 - tyčinky bez spór; 5 - tyčinky se spory (bacily); 6 - vibrace; 7- spirochety; 8 - spirilla (s bičíky); stafylokoky
Tyčinkovité bakterie nejčastější. Tyčinky mohou být jednoduché, spojené v párech (diplobacteria) nebo v řetězcích (streptobakterie). Mezi koliformní bakterie patří Escherichia coli, původci salmonelózy, úplavice, břišního tyfu, tuberkulózy atd. Některé tyčinkovité bakterie mají schopnost tvorby za nepříznivých podmínek spory. Nazývají se tyčinky vytvářející spory bacily. Bacily ve tvaru vřetena se nazývají clostridia.
Tvorba spor je složitý proces. Spory se výrazně liší od normální bakteriální buňky. Mají hustou skořápku a velmi malé množství vody, nevyžadují živiny a reprodukce se zcela zastaví. Spóry jsou schopné odolat dlouhodobému vysychání, vysokým i nízkým teplotám a mohou být v životaschopném stavu desítky a stovky let (spory antraxu, botulismu, tetanu atd.). Jakmile jsou v příznivém prostředí, spory vyklíčí, to znamená, že se změní na obvyklou vegetativní množící se formu.
Zkroucené bakterie může být ve formě čárky - vibria, s několika kadeřemi - spirilla, ve formě tenké zkroucené tyčinky - spirochety. Vibria zahrnují původce cholery a původcem syfilisu je spirocheta.
Bakteriální buňka má buněčnou stěnu (membránu), často pokrytou hlenem. Sliz často tvoří tobolku. Obsah buňky (cytoplazma) je od membrány oddělen buněčnou membránou. Cytoplazma je transparentní proteinová hmota v koloidním stavu. Cytoplazma obsahuje ribozomy, jaderný aparát s molekulami DNA, různé inkluze rezervních živin (glykogen, tuk atd.).
Mykoplazmy - bakterie postrádající buněčnou stěnu, které ke svému vývoji potřebují růstové faktory obsažené v kvasinkách.
Některé bakterie se mohou pohybovat. Pohyb se provádí pomocí bičíků - tenkých vláken různých délek, které provádějí rotační pohyby. Flagella může být ve formě jediného dlouhého vlákna nebo ve formě svazku, může být umístěna po celém povrchu bakterie. Mnoho tyčinkovitých bakterií a téměř všechny zakřivené bakterie mají bičíky. Sférické bakterie zpravidla nemají bičíky, jsou nepohyblivé.
Bakterie se množí dělením na dvě části. Míra dělení může být velmi vysoká (každých 15–20 minut), přičemž počet bakterií rychle roste. Toto rychlé rozdělení je vidět na potravinách a jiných substrátech bohatých na živiny.
Viry- zvláštní skupina mikroorganismů, které nemají buněčnou strukturu. Viry se měří v nanometrech (8-150 nm), takže je lze vidět pouze elektronovým mikroskopem. Některé viry jsou složeny pouze z bílkovin a jedné z nukleových kyselin (DNA nebo RNA).
Viry způsobují tak běžná onemocnění lidí, jako je chřipka, virová hepatitida, spalničky, ale i choroby zvířat - slintavka a kulhavka, zvířecí mor a mnoho dalších.
Nazývají se viry bakterií bakteriofágy, plísňové viry - mykofágní atd. Bakteriofágy se nacházejí všude tam, kde jsou mikroorganismy. Fágy způsobují smrt mikrobiálních buněk a lze je použít k léčbě a prevenci některých infekčních chorob.
Houby jsou speciální rostlinné organismy, které nemají chlorofyl a nesyntetizují organické látky, ale vyžadují hotové organické látky. Houby se proto vyvíjejí na různých substrátech bohatých na živiny. Některé houby jsou schopné způsobovat choroby rostlin (rakovina a pozdní plíseň brambor atd.), Hmyzu, zvířat a lidí.
Buňky hub se liší od bakteriálních buněk přítomností jader a vakuol a jsou podobné rostlinným buňkám. Nejčastěji jsou ve formě dlouhých a rozvětvených nebo propletených nití - hyfy. Z hyf se tvoří mycelium, nebo mycelium. Mycelium může sestávat z buněk s jedním nebo více jádry nebo může být nebuněčné, což představuje jednu obrovskou vícejadernou buňku. Ovocná tělíska se vyvíjejí na myceliu. Tělo některých hub může sestávat z jednotlivých buněk, bez tvorby mycelia (kvasinky atd.).
Houby se mohou množit různými způsoby, včetně vegetativního v důsledku dělení hyf. Většina hub se reprodukuje asexuálně a sexuálně tvorbou speciálních reprodukčních buněk - spor. Spory jsou zpravidla schopny přetrvávat po dlouhou dobu ve vnějším prostředí. Vyzrálé spory lze přepravovat na značné vzdálenosti. Jakmile jsou v živném médiu, spory se rychle vyvinou v hyfy.
Rozsáhlou skupinu hub představují plísně (obr. 2). V přírodě jsou rozšířené a mohou růst na potravě a vytvářet dobře viditelné plaky různých barev. Kažení potravin je často způsobeno houbami mucor, které tvoří nadýchanou bílou nebo šedou hmotu. Houba Rhizopus mucor způsobuje „měkkou hnilobu“ zeleniny a bobulí a houba Botrytis pokrývá a změkčuje jablka, hrušky a bobule. Houby z rodu peniiillium mohou být původci plísní na potravě.
Některé druhy hub mohou vést nejen ke zkažení potravin, ale také k produkci látek toxických pro člověka - mykotoxinů. Patří sem některé druhy hub rodu Aspergillus, rod Fusarium atd.
Blahodárné vlastnosti určitých druhů hub se využívají v potravinářském a farmaceutickém průmyslu a dalších průmyslových odvětvích. Například houby rodu peniillium se používají k získání antibiotika penicilinu a při výrobě sýrů (Roquefort a Camembert), houby rodu Aspergillus se používají při výrobě kyseliny citronové a mnoha enzymatických přípravků.
Aktinomycety- mikroorganismy se známkami jak bakterií, tak plísní. Strukturou a biochemickými vlastnostmi jsou aktinomycety podobné bakteriím a pokud jde o reprodukci, schopnost vytvářet hyfy a mycelium, jsou podobné houbám.
Rýže. 2. Druhy plísní: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - mucor.
Droždí- jednobuněčné nepohyblivé mikroorganismy o velikosti nejvýše 10–15 mikronů. Tvar kvasinkové buňky je častěji kulatý nebo oválný, méně často tyčinkovitý, srpkovitý nebo citronový. Buňky kvasinek jsou strukturou podobné houbám, mají také jádro a vakuoly. Kvasinky se šíří pučením, dělením nebo výtrusy.
Kvasinky jsou v přírodě rozšířené, najdeme je v půdě a rostlinách, potravinách a různých průmyslových odpadech obsahujících cukr. Vývoj kvasinek v potravinách ho může zkazit kvašením nebo kynutím. Některé kvasinky mají schopnost přeměňovat cukr na ethylalkohol a oxid uhličitý. Tento proces se nazývá alkoholová fermentace a je široce používán v potravinářském a vinařském průmyslu.
Některé druhy kvasinek Candida způsobují onemocnění člověka - kandidózu.
TÉMA 2
MIKROORGANISMY
2.1. Morfologie mikroorganismů
Studium morfologie mikroorganismů není možné bez zvětšovacích zařízení - mikroskopů. První zvětšovací zařízení vyrobil v roce 1608 italský vědec G. Galilei, který vyrobil dlouhou trubici (jako moderní dalekohled) se dvěma zvětšovacími čočkami uvnitř a s její pomocí hleděl na vzdálené objekty. Poté toto zařízení vylepšil a v roce 1610 vyrobil první „mikroskop“, kterým se díval na malé předměty.
V roce 1625 nazval německý vědec Johann Faber druhé zařízení Galilea mikroskopem.
V roce 1665 anglický vědec Robert Hooke vylepšil mikroskop přidáním třetí sběrné čočky.
V roce 1667 vyrobil italský vědec Eustachius Davini 2. okulár okuláru, což vedlo k plochému viditelnému poli.
V roce 1715 německý vědec Gertel poprvé použil osvětlovací zrcadlo k nasměrování barevných paprsků na předmět a čočku.
V roce 1850 vytvořil italský vědec D. Amigi imerzní mikroskop a použil vodní ponoření a v roce 1878 anglický vědec V. Stephansson navrhl olejové ponoření.
1886 Německý vědec F. Ebner vyrobil mikroskop s tmavým polem.
V roce 1908 němečtí vědci A. Köhler a G. Zidontonf vytvořili luminiscenční mikroskop.
V roce 1930 vytvořili E. Ruska, M. Knoll a B, Borrie první elektronový mikroskop.
2.1.2 Morfologie a struktura bakterií
Tvar a velikost bakterií
Podle vnějšího tvaru lze bakterie rozdělit do několika skupin: sférické (sférické), tyčinkovité, zkroucené, vibriové, prstencové (toroidy) ve tvaru šestiúhelníkové hvězdy, bakterie tvořící výrůstky (výčnělky), červ- tvarované a rozvětvené bakterie. Většina známých bakterií je však sférická, tyčinkovitá a tvarovaná.
Sférické bakterie nebo koky mají průměr 1–2 mikrony (mikrometr). V závislosti na umístění buněk po rozdělení jsou rozděleny do několika skupin. Pokud jsou po rozdělení buňky uspořádány jednotlivě, pak se nazývají monokoky nebo mikrokoky. Pokud dojde k rozdělení v jedné rovině a buňky se neoddělí, ale zůstanou spojeny ve dvou, pak se nazývají diplokoky. Po takovém rozdělení, pokud se buňky neoddělují a nevytvářejí řetězce různých délek, pak se nazývají streptokoky. Rozdělení koků na dvě vzájemně kolmé cákance vede ke vzniku forem čtyř tetrakokálních buněk. Při současném dělení koků ve třech vzájemně kolmých rovinách vznikají pakety osmi buněk ve formě krychle. Taková akumulace koků se nazývá sarcinum. Když se koky nerovnoměrně rozdělují do několika rovin, objeví se shluky buněk, které připomínají hrozny. Jedná se o stafylokoky.
Mezi koky jsou zástupci s nepravidelně kulatým tvarem buněk. Patří sem pneumokoky, meningokoky a gonokoky. Forma pneumokoků je oválná, připomínající plamen svíčky, buňky jsou ve dvojicích spojeny širokými základnami. Meningokoky a gonokoky jsou ve formě zrn nebo kávových zrn, buňky jsou spojeny na dvou konkávních stranách.
Coccal formy, s výjimkou Sarsina ureae (močová sarcina), netvoří spory, jsou nepohyblivé a v přírodě jsou rozšířené. Mnoho z koků jsou patogenní patogeny zánětlivých procesů, například pneumokoky, meningokoky, pyogenní streptokoky a stafylokoky; další jsou nepatogenní, původci fermentace kyseliny mléčné, například Streptococcus lactis, Str.cremoris; některé se používají při výrobě pro biosyntézu dextranu, plazmatické náhražky Leuconostos mesenteroides.
Nejmenší bakterie se nacházejí mezi sférickými formami, které patří k mykoplazmám. Mykoplazmy s
průměr buňky 0,12-0,15 mikronů.
Nejpočetnější skupina bakterií patří do tyčinkovitých forem. Buňky mají válcovitý tvar, jejich konce mohou být kulaté nebo řezané, rovné a konvexní. Existují krátké a dlouhé hole, silné a tenké hole. Velikost bakterií podobných bacilům se pohybuje od několika desetin mikronu do 100 a více. U krátkých prutů není délka šňůr o mnoho delší než průměr buňky, takže někdy je poměrně obtížné je odlišit od koků.
U některých bakterií se tyčinkovité buňky spojují do dlouhých vláken a vytvářejí takzvané vláknité formy. Tyto mnohobuněčné vláknité formy zahrnují některé železné bakterie a bezbarvé bakterie síry. Délka vlákna sírových bakterií Beggiatoa mirabilis dosahuje 1 cm nebo více. Je považována za obra mezi bakteriemi.
Podle schopnosti sporulace se tyčinkovité formy dělí na dvě skupiny: bakterie a bacily. Buňkám, které netvoří spóry, se říká bakterie. Obvykle se nacházejí jednotlivě. V drtivé většině jde o malé tyčinky patřící do rodů Bacterium a Pseudomonas. Tyčinkovité formy, které tvoří výtrusy, se nazývají bacily (Bacillus). Liší se tvarem buněk vzhledem k velikosti a umístění spór.
Pokud je výtrus umístěn ve středu buňky a její průměr nepřesahuje průměr buňky, pak se tento typ nazývá skutečný bacil; pokud průměr spóry přesahuje průměr buňky, pak když je spor umístěn ve středu buňky, má fusiformní zesílení a nazývá se clostridium (například v Clostridium pasterianum) a když je spor umístěn na konci má podobu paličky nebo tenisové rakety a nazývá se plectridium. Formy nesoucí výtrusy tvoří dlouhé řetězce buněk, takzvané streptobacily (například Bacillus mycoides).
Spirálové mikroorganismy se liší počtem závitů. Pokud mají bakteriální buňky několik velkých kadeří, pak se jim říká spirillae. Buňkám s mnoha malými spirálami se říká spirochety. Bakterie zakřivené ve tvaru půlměsíce nebo zaneprázdněné se nazývají vibria. Většinu stočených forem představují druhy trojlístku (například Vibrio cholerae, původce syfilisu). Mezi nimi jsou saprofyty žijící v půdě a vodě. Zvlněné formy mají velmi rozdílné velikosti buněk-od malých 1,5–2,0 mikronů (vibrio) po velmi velké 2–3 × 15–20 mikronů (například Spirillum volutans). Mezi prokaryoty existují organismy, které se liší od výše popsaných základních forem. Některé bakterie mají formu prstence, uzavřeného nebo otevřeného, v závislosti na stádiu růstu (například bakterie rodu Microcyclus). Bylo navrženo nazývat takové buňky theroidy.
U bakterií, rozmnožujících se převážně pučením, je popsána tvorba buněčných výrůstků, jejichž počet se může pohybovat od 1 do 8 nebo více. Bakterie, které tvoří výrůstky, se nazývají protézy.
Bakterie červovitého tvaru (dlouhé buňky se zakřivenými, velmi tenkými konci) a vzhledem připomínající pravidelnou šestiúhelníkovou hvězdu byly izolovány z přírodních substrátů.
Některé skupiny prokaryot se vyznačují slabým větvením, například u mykobakterií a propionových bakterií. Některé bakterie mají dobře definované větvení. Říká se jim aktinomycety (streptomycety).
Jsou popsány bakterie s morfologickou variabilitou (bremorfismus), například bakterie patřící do skupiny korynebakterií, v závislosti na podmínkách, mohou mít formu tyčinek, koků nebo slabě rozvětvené formy.
Tvar buňky prokaryot (bakterií) je určen tuhou (tuhou) buněčnou stěnou. Právě ta druhá dává buňce určitou, dědičně fixovanou vnější formu. U řady bakterií (například u spirochet, myxobakterií a flexibakterií) je buněčná stěna dosti elastická, takže jsou schopné v určitých mezích zmenšit tvar buněk, například ohnutím. Nakonec jsou známy bakterie, ve kterých buněčná stěna zcela chybí. Jedná se o mykoplazmy a L-formy. Mykoplazmy existují v přírodě a jsou většinou patogenní pro lidi a zvířata. L - formy se získávají experimentálně působením chemikálií, které ničí bakteriální buněčnou stěnu nebo potlačují syntézu komponent buněčné stěny. Tyto bakterie se vyznačují výrazným bremorphismem.
Struktury umístěné mimo cytoplazmatickou membránu (buněčná stěna, kapsle, sliznice, bičíky, klky) se obvykle nazývají povrchové struktury nebo bakteriální membrána. Cytoplazmatická membrána se společně s cytoplazmou nazývá protoplast. Uvažujme nejprve o struktuře, chemickém složení a funkcích povrchových struktur buněk.
Bičík... Na povrchu buněk mnoha bakterií jsou struktury, které určují schopnost buněk pohybovat se. To jsou bičíky. Jejich přítomnost, počet, velikost, umístění jsou charakteristiky, které jsou pro určitý typ bakterií konstantní, a proto mají důležitý taxonomický význam.
Pokud jsou bičíky na pólech buňky, hovoří o jejich polárním umístění, pokud podél bočního povrchu buňky, hovoří o jejich laterálním umístění. Pokud je jeden bičík připevněn k jednomu z pólů buňky, nazývá se to monotrichní. Pokud je na každém pólu nebo svazku bičíků jeden, nazývají se amphitrich (nebo biopolární polytrich). Pokud je svazek bičíků umístěn na jednom z pólů buňky -
nazývané lofotrichové (nebo monopolární polytrichové). Pokud se na celém povrchu buňky nachází mnoho bičíků, říká se jim peritrichní. Tloušťka bičíku 100 - 300 A, délka od 3 do 12 mikronů. Skládají se z jednoho druhu bílkovin - bičíku.
Pohyb bakterií se provádí díky aktivním rotačním pohybům bičíků. Některé bakterie, které nemají bičík, se pohybují po pevném substrátu klouzáním (například myxobakterie, flexibacteria, spirochety, sinice).
Je třeba poznamenat, že mechanismy pohybu bakterií dosud nebyly objasněny.
Pohyblivé bakterie se pohybují aktivně a cíleně. Takto řízené pohyby bakterií se nazývají taxíky. Je známá chemotaxe, aerotaxe a fototaxe. Rychlost pohybu bakterií je vysoká - za 1 sekundu dokážou urazit vzdálenost 20 - 50krát větší než je délka buněk.
Flagella a klky nejsou povinnou buněčnou strukturou, protože bez nich také dobře rostou a množí se bakterie.
Tobolky a sliznice... Venku je buněčná stěna bakterií a sinic často obklopena slizniční látkou. V závislosti na tloušťce a konzistenci se rozlišují makro a mikrokapsle. Kapsle je chápána jako slizniční útvar, který obaluje buněčnou stěnu a má dobře definovaný povrch. Pokud má slizniční látka obklopující buňku amorfní, bezstrukturní vzhled a snadno se oddělí od povrchu prokaryotické buňky, hovoří se o slizničním obalu obklopujícím buňku. Kolonie sestávající z buněk obklopených kapslí mají hladký povrch. Jsou označovány jako S - kolonie (z anglického slova smooth). Kolonie vytvořené z buněk bez kapslí mají drsný povrch a nazývají se R - kolonie (z anglického slova hrubý - drsný).
Buněčná stěna... Buněčná stěna je důležitým a povinným strukturálním prvkem prokaryotické buňky (s výjimkou mykoplazmat). Podíl buněčné stěny v prokaryotických mikroorganismech tvoří 5 až 50% sušiny buňky. Slouží jako mechanická bariéra mezi protoplastem a vnějším prostředím a dává buňkám určitý tvar. Buněčná stěna chrání buňku před pronikáním přebytečné vody čistě mechanickými prostředky.
Chemické složení a struktura buněčné stěny jsou u konkrétního druhu konstantní a jsou důležitým diagnostickým znakem. V závislosti na struktuře buněčných stěn jsou bakterie rozděleny do dvou velkých skupin: grampozitivní a gramnegativní. Zjistilo se, že když se na fixované buňky mikroorganismů působí nejprve krystalovou fialkou a poté jódem, vzniká barevný komplex. S následným ošetřením alkoholem bude v závislosti na struktuře buněčné stěny osud komplexu odlišný. U grampozitivních bakterií je tento komplex buňkou zadržen a ty zůstávají zbarveny, zatímco u gramnegativních bakterií je naopak barevný komplex z buněk vyplaven a dojde k jejich změně barvy. Tato metoda barvení byla poprvé navržena v roce 1884 dánským vědcem H. Gramem.
Buněčné stěny grampozitivních a gramnegativních bakterií se liší chemickým složením. Předpokládá se, že glykopeptidy tvoří tuhé lešení buněčné stěny. U grampozitivních bakterií tvoří většinu (až 90%) a u gramnegativních bakterií je jejich obsah mnohem menší (5-10%).
Buněčná stěna grampozitivních bakterií obsahuje glykopeptidy (mureinový komplex), polysacharidy, kyseliny teichoové, lipidy. Buněčná stěna gramnegativních bakterií obsahuje polysacharidy, lipidy (až 90%), proteiny, lipopolysacharidy, lipoproteiny a glykopeptidy. V důsledku toho kyseliny teichoové chybí v gramnegativních bakteriích a lipopolysacharidy a lipoproteiny chybí
grampozitivní bakterie.
Cytoplazmatická membrána. Obsah buňky je od buněčné stěny oddělen cytoplazmatickou membránou (CPM). Porušení integrity CPM vede ke ztrátě životaschopnosti buněk. CPM je komplex protein-lipid, ve kterém proteiny tvoří 50-70%, lipidy od 15-30%. Pod elektronovým mikroskopem je viditelný jako třívrstvá struktura. Podle modelu navrženého G. Dawsonem a D. Daniellim je CPM postaven ze dvou proteinových vrstev, mezi nimiž je lipidová vrstva.
MTC má řadu funkcí. Membránové přípravky mají aktivitu ATPázy, katalyzují procesy syntézy látek, které tvoří buněčnou stěnu a sliznici. Oxidační enzymy jsou lokalizovány v membránách. Obsahuje také enzymy - permeázy, které provádějí aktivní obousměrný selektivní přenos různých organických a anorganických látek přes membránu. Mezi CPM a buněčnou stěnou je prostor, který se nazývá periplazmatický prostor. V tomto prostoru funguje mnoho extracelulárních enzymů.
Cytoplazma. Obsažené buňky obklopené CPM se nazývají cytoplazma. Cytoplazma bakterií obsahuje jaderný materiál a různé inkluze.
Jaderný materiál bakterií, skládající se z DNA, je difúzně umístěn v centrální části cytoplazmy a není z cytoplazmy omezen membránou. Říká se mu nukleoid.
V cytoplazmě jsou membránové struktury - mezosomy, ve fotosyntetických bakteriích - tylokoidy a chromatofory.
Tylokoidy a chromatofory fotosyntetických bakterií jsou místem lokalizace fotosyntetických pigmentů.
Mezozomy se liší velikostí, tvarem a umístěním v buňce. Existují tři hlavní typy mezozomů: lamelární (lamelární), vezikulární (vezikulární) a tubulární (tubulární). Věří se, že se podílejí na důležitých procesech buněčného metabolicismu. Skutečná funkce bakteriálních mezozomů však zůstává tajemná.
Ribozomy v bakteriální buňce mohou existovat volně v cytoplazmě nebo mohou být spojeny s membránovými strukturami. Syntéza proteinů zahrnuje ribozomální agregáty nazývané polyrobosomy nebo polysomy.
V cytoplazmě různých bakterií se nacházejí také pevné, kapalné, plynné látky.
2.1.3. Klasifikace bakterií
V současné době je bakteriální království rozděleno do 4 kategorií:
1. Gram-negativní eubakterie s buněčnými stěnami;
2. Grampozitivní eubakterie s buněčnými stěnami;
3. Eubacteria bez buněčných stěn;
4. Archeobakterie.
První kategorie má 16 skupin; druhá kategorie má 13 skupin, třetí kategorie má jednu skupinu a čtvrtá kategorie má 5 skupin. (více podrobností viz: 1) Bergeyovy klíče k bakteriím. M.: Mir, 1997, svazek 1, 430 s; 2) Schlegel. Obecná mikrobiologie. M.: Mir, 1987, 562 s.).
Houby jsou eukaryotické mikroorganismy. Všichni jsou heterotrofní a většinou aerobní. Tělo většiny hub je tvořeno tenkými filamenty-hyfy a plexus, který tvoří, se nazývá mycelium nebo mycelium. Hyfy některých hub se rozdělují na buňky (septáty) pomocí gaemů, takové houby se nazývají mnohobuněčné. Hyfy ostatních hub nemají septa - jsou to jednobuněčné houby. Existují také kulovité nebo vejčité jednobuněčné houby zvané kvasinky.
Struktura buněk hub se málo liší od struktury buněk jiných ekvariotských organismů. Buňky se skládají z buněčné membrány, cytoplazmy a jednoho, dvou nebo více jader. Cytoplazma obsahuje intracelulární organely, vakuoly a různé inkluze. Buněčná membrána se skládá z buněčné stěny a cytoplazmatické membrány.
Podle moderního systému je království hub rozděleno do 8 divizí: 1) divize Myxomycota; 2) oddělení Plazmodiophoramycota; 3) oddělení Oomycota; 4) oddělení
Chytridiomycota; 5) oddělení Zygomycota; 6) oddělení Ascomycota; 7) Oddělení Basidiomycota; 8) Oddělení deuteromycoty. Oddělení jsou rozdělena do řádů, objednávek - do tříd, tříd - do rodin a rodin - do rodů (více viz: 1) Garibova L.V., Lekomtseva S.N. Základy mykologie. M. 2005; 2) Müller E .; Leffler V. Mycology, Moskva: Mir, 1995).
Literatura
1. Gusev MV, Mineeva LA, Mikrobiologie. M. 1978.
2. Korotyaev A.I., Babichev S.A., Medical Microbiology., St. Petersburg, 1998.
3. Schlegel G. Obecná mikrobiologie. Moskva: Mir, 1987.
4. Daraselia G.Ya. Mikrobiologie, hygiena a bezpečnost potravin, Tbilisi, 2006.
5. Biryuzova V.I. Membránové struktury mikroorganismů. Moskva: Nauka, 1973.
6. Feofilova EP Buněčná stěna hub. Moskva: Nauka, 1983.
