Valdav enamus baktereid on üherakulised. Rakukujulised võivad need olla ümardatud (kookid), vardakujulised (batsillid, klostriidid, pseudomonaadid), keerdunud (vibriod, spirillae, spirochetes), harvemini- tähekujulised, tetraeedrilised, kuubilised, C- või O-kujulised. Kuju määrab bakterite võime, näiteks pinnale kinnitumise, liikuvuse, toitainete imendumise. Näiteks on täheldatud, et oligotroofid ehk bakterid, mis elavad söötmes vähese toitainete sisaldusega, kipuvad suurendama pinna ja mahu suhet, näiteks väljakasvude (nn. proteesid).
Nõutavatest rakustruktuuridest eristatakse kolme: * nukleoidne * ribosoom * tsütoplasmaatiline membraan (CPM)
CPM -i välisküljel on mitu kihti (rakusein, kapsel, limaskest), mida nimetatakse rakumembraaniks, samuti pinnastruktuure (flagella, villi). CPM ja tsütoplasma on rühmitatud protoplasti mõisteks.
2. Viiruste geneetika. Inimestele patogeensetel viirustel on kaks peamist omadust - pärilikkus ja varieeruvus, mille uurimine on erilise teadusliku distsipliini - viiruste geneetika - teema. Viiruste populatsiooni struktuur ja neis toimuvate protsesside olemuse määravad järgmised tegurid. Suur populatsiooni suurus, mis suurendab mutatsioonide tõenäosust, mida saab viiruste olemasolu tingimuste muutudes loodusliku valiku abil üles korjata. Kiire põlvkondade vahetus võimaldab teil uurida viiruste varieeruvust mitte ainult katses, vaid ka jälgida nende loomulikku arengut looduses. Haploidne ja aseksuaalne paljunemine määrata: populatsiooni geneetiline puhtus (hübriide pole); diploidsusest tingitud muutlikkuse reservide säilitamise võimatus; mutantide viivitamatu sisenemine valikukontrolli alla.
Väike genoomi maht ja korduvate geenide puudumine... Nakkustsükli elluviimiseks on vaja kõigi geenide funktsionaalset terviklikkust.
Väike muutus ühes neist võib põhjustada viirusele surmava või tinglikult surmava mõju.
Järjepidevus epideemiaprotsessi dünaamikas, kuna looduses säilitamise eeltingimus on üleviimine uutele tundlikele peremeesorganismidele. Viiruslikud populatsioonid hästi kohanenud väliste tingimustega ega muutu pika aja jooksul märkimisväärselt. Kui tingimused elanikkonna ellujäämiseks muutuvad, muutub see vajalikuks päriliku struktuuri ümberkorraldamine, pakkudes kohanemist uue keskkonnaga. Selline ümberkorraldamine on võimalik ainult siis, kui üldises geenivaramus on muudetud geenide populatsioon. Viiruspopulatsioonide geenivaram luuakse ja täiendatakse neljast peamisest allikast: sisemised tegurid: mutatsioonid, rekombinatsioonid. Väline: peremeesraku geneetilise materjali kaasamine genoomi (uut materjali sisaldavate genoomide ilmumine), fenotüüpne segunemine (geenivaramu rikastumine teiste viiruspopulatsioonide geenide sissevoolu tõttu).
3. Kolera tekitajad. Taksonoomia. Iseloomulik. Mikrobioloogiline diagnostika. Spetsiifiline profülaktika ja ravi. Perekond Vibrionaceae, perekond Vibrio, vaade V. cholerae.koolera - iidne antroponoos; Hippokratese ajast on see tuntud kui "magi mara" - "suur katk". On nõudnud miljoneid inimelusid. Karantiini nakkus.
Morfoloogia. Gram (-), kergelt kumerad vardad (omamoodi koma. Eosed ja kapslid (välja arvatud Bengali tüvi)) ei moodustu; Bengali tüvi moodustab kehas kapsli. Kohustuslikud aeroobid. Monotrichid, flagellumi pikkus 2-3 korda pikem kui soma, mis põhjustab suurt liikuvust. Kultuurilised omadused. Kasvatage hästi lihtsal toitainekeskkonnal leeliselise reaktsiooniga (pH 8,5 - 9,5). Peal 1% peptionvesi moodustab õrna kile (aeroobne). Peal leeliseline agar- sagedamini siledad läbipaistvad sinaka varjundiga kolooniad, harvem (dissotsiatsiooniprotsessis) - krobelised ja volditud kolooniad. Biokeemilised omadused. Laboratoorses praktikas kasutatakse seda biokeemiline klassifikatsioon Heibergi järgi(kogu perekonnale Vibrio). Seal on 8 rühma, kuhu kuuluvad koolera tekitajad 1. rühm(mannoos k, sahharoos k, arabinoos -). Vorm indool. Antigeenne struktuur:(1) üldine vaade spetsiifiline H -AG - flagellar (2) meeldib spetsiifiline O-AG-somaatilisi 80 serogruppi eristatakse O-AG järgi; V. cholerae, el -tor - serogrupp 01 (02 põhjustab enteriiti, gastroenteriiti). O1-AG koosneb fraktsioonidest A, B ja C, nende kombinatsioonid moodustavad serovarid. 3 serovar : Inaba (AS), Ogawa (AB) (peamised patogeenid), Gikoshima (ABC) (vaheühend). Bengali tüvi - serovar 0-139. Patogeensuse tegurid:(1) flagella- bakterite aktiivne edendamine limaskesta enterotsüütideks; (2) kleepuvus- jõi; (3) kapsel Bengali tüves; (4) toksiinid: 1 tüüp - endotoksiin(O -AG), 2 tüüpi - eksoenterotoksiin- kolerogeen, peamine sümptom; kõigil kolmel patogeenil identsed. 2 alaühikut: B - mittetoksiline, soodustab toksiini adhesiooni enterotsüütidele; A - toksiin ise tungib enterotsüütidesse, kus see aktiveerib vahelduvvoolu, mis viib cAMP kogunemiseni, mis suurendab rakkude vee, naatriumi ja kloori sekretsiooni ning häirib kaaliumi imendumist; 3 tüüpi - termostabiilne toksiin, mõjutab naatrium-kaalium-ATPaasi; selle tagajärjel - kõhulahtisus, raske dehüdratsioon; (5) neuraminidaas- soodustab vibriooside kleepumist enterotsüütidele ja tungimist rakku; Haigus.Allikas- patsient, vibrio kandja. Mahuti- hüdrobionte. Infektsiooni tee- saastunud vett (köögiviljad, veeorganismid jne) juues toiduga. Peamised kliinilised vormid- koolera enteriit, gastroenteriit. Inkubatsiooniperiood- mitu tundi - 6 päeva. Esimene sümptom- kõhulahtisus, Teine sümptom- rikkalik korduv oksendamine purskkaevu juures, dehüdratsioon, keha magestamine, lihasnõrkus, pearinglus, hääle kähedus, naha turgori järsk kaotus. Mikrobioloogiline diagnostika: (1) väljendada meetodeid: patogeenide hüpertensiooni määramiseks: RIF, RNGA vastavalt Rytsayle, vibrioosade immobiliseerimise meetod O-koolera seerumi abil; raamatupidamine pimedas välja ja faasikontrastmikroskoobis. (2) peamine meetod - bakterioloogiline.(3) lisaks- seroloogiline: vibriootsiidsete antikehade määramine patsiendi seerumis, kasutades bakteriolüüsi reaktsiooni (taastumisperioodil). (4) geneetiline- molekulaarsete geneetiliste sondide kasutamine toksiinpatogeenide toks + geenide jaoks. Ravi... Esiteks - vee -soola ainevahetuse taastamine ja seejärel - antibiootikumide kasutamine, keemiaravi. Vee-soola ainevahetuse taastamiseks tuleks kasutada soolalahuseid per os või intravenoosselt: KCl, NaCl, NaHCO3, glükoos jne. Süstitud ja eemaldatud vedeliku mahtu tuleb rangelt kontrollida. Ärahoidmine. 6 -kuuline immuunsus, ei hoia ära Bengali tüve. 1) V. cholerae, V. el-tor inaktiveeritud koolerakeha vaktsiin; 2) keemiline kooleravaktsiin-mono (sisaldab kolerogeen-toksoidi ja serovaari Inaba O-AG); 3) keemiline kooleravaktsiin - bi (serovaarid Ogawa, Inaba).
1. Bakterite klassifitseerimise põhimõtted Bakterite jaoks soovitatakse järgmisi taksonoomilisi kategooriaid: klass, jaotus, järjekord, perekond, perekond, liik. Liiginimi vastab binaarsele nomenklatuurile, see tähendab, et see koosneb kahest sõnast. Näiteks süüfilise tekitaja on kirjutatud kui Treponema pallidum. Esimene sõna on perekonna nimi ja kirjutatakse suure algustähega, teine sõna tähistab liiki ja kirjutatakse väiketähega. Kui liiki uuesti mainitakse, lühendatakse üldnimetust algustähega, näiteks: T.pallidum. Bakterid kuuluvad prokarüootidesse, st eeltuumalistele organismidele, kuna neil on primitiivne tuum ilma kooreta, tuum, histoonid ja tsütoplasmas puuduvad kõrgelt organiseeritud organellid Bakterid jagunevad kaheks domeeniks:« Bakterid"ja"Arhaea". Domeenis "Bakterid"Eristada saab järgmisi baktereid:
1) õhukese rakuseinaga bakterid, gramm (-);
2) paksu rakuseinaga bakterid, gramm (+);
3) bakter. ilma CS (klass Mollicutes - mükoplasma)
Arhebakterid ei sisalda rakuseinas peptidoglükaani. Neil on spetsiaalsed ribosoomid ja ribosomaalne RNA (rRNA). Õhukese seinaga grammides (-) eubaktereid eristada:
Sfäärilised vormid ehk kookid (gonokokid, meningokokid, veilonellad);
Keerutatud vormid - spirochetes ja spirilla;
Vardakujulised vormid, sealhulgas riketsiad.
Paksseinaliste grammidega (+) eubakteriteni sisaldab:
Sfäärilised vormid või kookid (stafülokokid, streptokokid, pneumokokid);
Vardakujulised vormid, samuti aktinomütseedid (hargnevad, niitbakterid), korünebakterid (klavateeritud bakterid), mükobakterid ja bifidobakterid.
Õhukese seinaga grammi (-) bakterid: Meningokokid, gonokokid, Veilonella, pulgad, Vibrios, Campylobacter, Helicobacterium, Spirilla, Spirochete, Rickettsia, Chlamydia.
Paksseinalised grammi (+) bakterid: Pneumokokid, streptokokid, stafülokokid, pulgad, batsillid, klostriidid, korinebakterid, mükobakterid, bifidobakterid, aktinomütseedid.
2. Nakkushaiguste patogeenide ravimresistentsuse mehhanismid. Selle ületamise viisid. Antibiootikumiresistentsus on mikroobide resistentsus antimikroobsete kemoteraapiaravimite suhtes. Baktereid tuleks pidada resistentseteks, kui neid ei neutraliseeri sellised ravimikontsentratsioonid, mis tegelikult makroorganismis tekivad. Vastupanu võib olla loomulik või omandatud.
Looduslik vastupidavus... Mõned mikroobitüübid on looduslikult resistentsed teatud antibiootikumide perekondade suhtes kas sobiva sihtmärgi puudumise tõttu (näiteks mükoplasmadel ei ole rakuseina, seega ei ole nad tundlikud kõigi sellel tasemel toimivate ravimite suhtes). või bakterite läbilaskvuse tõttu antud ravimile (näiteks gramnegatiivsed mikroobid on suure molekulmassiga ühenditele vähem läbilaskvad kui grampositiivsed bakterid, kuna nende välismembraanil on "väikesed" poorid).
Omandatud vastupidavus. Resistentsuse omandamine on bioloogiline muster, mis on seotud mikroorganismide kohanemisega keskkonnatingimustega. See kehtib, kuigi erineval määral, kõigi bakterite ja antibiootikumide kohta. Mitte ainult bakterid kohanevad keemiaravimitega, vaid ka teised mikroobid - eukarüootsetest vormidest (algloomad, seened) kuni viirusteni. Mikroobide ravimresistentsuse tekke ja leviku probleem on eriti oluline nn haiglatüvede põhjustatud haiglainfektsioonide puhul, millel on reeglina mitmekordne antibiootikumiresistentsus (nn mitme ravimi resistentsus).
Omandatud resistentsuse geneetiline alus. Antibiootikumiresistentsuse määravad ja säilitavad resistentsusgeenid (r-geenid) ja tingimused, mis soodustavad nende levikut mikroobipopulatsioonides. Omandatud ravimiresistentsus võib tekkida ja levida bakteripopulatsioonis järgmistel põhjustel:
Mutatsioonid bakteriraku kromosoomis koos järgneva mutantide valikuga (st selektsiooniga). Antibiootikumide juuresolekul on selektsioon eriti lihtne, sest sellistel tingimustel saavad mutandid eelise ülejäänud ravimi suhtes tundlike populatsioonide rakkude ees. Mutatsioonid tekivad sõltumata antibiootikumi kasutamisest, st ravim ise ei mõjuta mutatsioonide sagedust ega ole nende põhjus, vaid toimib valikufaktorina. Lisaks tekitavad resistentsed rakud järglasi ja neid saab üle kanda järgmisele peremehele (inimene või loom), moodustades ja levitades resistentseid tüvesid. Mutatsioonid võivad olla: 1) üksikud (kui mutatsioon toimus ühes rakus, mille tagajärjel selles sünteesitakse muudetud valke) ja 2) mitmed (mutatsioonide seeria, mille tagajärjel mitte üks, vaid terve komplekt) muutused, näiteks penitsilliini siduvad valgud penitsilliiniresistentses pneumokokis);
Transmissiivse resistentsuse plasmiidide (R-plasmiidid) ülekandmine. Resistentsusplasmiidid (transmissiivsed) kodeerivad tavaliselt ristresistentsust mitme antibiootikumide perekonna suhtes. Esimest korda kirjeldasid Jaapani teadlased sellist mitmekordset resistentsust soolebakterite vastu. Nüüd on leitud, et seda leidub ka teistes bakterirühmades. Mõnda plasmiidi saab edastada erinevate liikide bakterite vahel, nii et sama resistentsusgeeni võib leida bakteritest, mis on üksteisest taksonoomiliselt kauged. Näiteks beeta-laktamaas, mida kodeerib plasmiid TEM-1, on laialt levinud gramnegatiivsetes bakterites ja seda leidub E. coli ja teistes soolebakterites, samuti penitsilliini suhtes resistentsetes gonokokkides ja ampitsilliini suhtes resistentses Haemophilus influenzae-s;
R-geene (või rändavaid geneetilisi järjestusi) kandvate transposoonide ülekandmine. Transposoonid võivad rännata kromosoomilt plasmiidile ja vastupidi, samuti plasmiidilt teisele plasmiidile. Seega saab resistentsusgeene edasi kanda tütarrakkudesse või rekombinatsiooni teel teistele retsipientbakteritele.
Omandatud vastupidavuse realiseerimine. Muutused bakterite genoomis toovad kaasa asjaolu, et muutuvad ka mõned bakteriraku omadused, mille tagajärjel muutub see antibakteriaalsete ravimite suhtes resistentseks. Tavaliselt viiakse ravimi antimikroobne toime läbi sellisel viisil: aine peab bakteriga kokku puutuma ja läbima selle membraani, seejärel tuleb see toimetada toimimiskohta, mille järel ravim interakteerub rakusiseste sihtmärkidega. Omandatud ravimiresistentsuse realiseerimine on võimalik igal järgneval etapil:
sihtmärgi muutmine... Sihtensüümi saab muuta nii, et selle funktsioonid ei halveneks, kuid keemiaravimiga seondumise võime (afiinsus) väheneks järsult või saaks sisse lülitada ainevahetuse "möödaviigu", st teise ensüüm aktiveeritakse rakus, mis ei allu selle ravimi toimele ...
Eesmärk "ligipääsmatus" rakuseina ja rakumembraanide või "effluko-mehhanismi" läbilaskvuse vähenemise tõttu, kui rakk "surub" antibiootikumi endast välja.
inaktiveerimine preparaat bakteriaalsete ensüümidega. Mõned bakterid on võimelised tootma spetsiifilisi ensüüme, mis muudavad ravimid inaktiivseks (näiteks beetalaktamaasid, aminoglükosiide modifitseerivad ensüümid, klooramfenikoolatsetüültransferaas). Beeta-laktamaasid on ensüümid, mis lagundavad beeta-laktaamitsükli, moodustades mitteaktiivseid ühendeid. Neid ensüüme kodeerivad geenid on bakterite seas laialt levinud ja võivad olla nii kromosoomis kui ka plasmiidis.
Beetalaktamaaside inaktiveeriva toime vastu võitlemiseks kasutatakse inhibiitoreid (näiteks klavulaanhape, sulbaktaam, tasobaktaam). Need ained sisaldavad oma koostises beetalaktaamitsüklit ja on võimelised seonduma beetalaktamaasidega, hoides ära nende hävitava toime beetalaktaamidele. Samal ajal on selliste inhibiitorite sisemine antibakteriaalne toime madal. Klavulaanhape inhibeerib enamikku teadaolevatest beetalaktamaasidest. Seda kombineeritakse penitsilliinidega: amoksitsilliin, tikarsilliin, piperatsilliin.
Peaaegu võimatu on takistada antibiootikumiresistentsuse teket bakterites, kuid antimikroobseid ravimeid on vaja kasutada viisil, mis ei soodusta resistentsuse teket ja levikut (eelkõige kasutada antibiootikume rangelt vastavalt näidustustele, vältida nende kasutamine profülaktilistel eesmärkidel, pärast 10-15-päevast antibiootikumravi vahetada ravim, kasutada võimaluse korral kitsa toimespektriga ravimeid, kasutada veterinaarmeditsiinis piiratud kasutusega antibiootikume ja mitte kasutada neid kasvufaktorina).
Loeng nr 5 Mikroorganismide morfoloogia ja taksonoomia. Prokarüootid (bakterid ja aktinomütseedid).
1 Mikroorganismide morfoloogia ja taksonoomia. Mikroorganismide morfoloogia uurib nende välimust, kuju ja struktuuri iseärasusi, liikumisvõimet, eostumist ja paljunemismeetodeid. Morfoloogilised tunnused mängivad olulist rolli mikroorganismide äratundmisel ja klassifitseerimisel. Alates iidsetest aegadest on elus maailm jagatud kaheks kuningriigiks: taimede kuningriik ja loomade kuningriik. Kui avastati mikroorganismide maailm, eraldati need eraldi kuningriiki. Nii jagunes kuni 19. sajandini kogu elusorganismide maailm kolmeks kuningriigiks. Mikroorganismide klassifikatsioon põhines alguses morfoloogilistel märkidel, kuna inimene ei teadnud neist midagi. 19. sajandi lõpuks kirjeldati paljusid liike; erinevad teadlased, peamiselt botaanikud, jagasid mikroorganismid taimede klassifitseerimiseks vastuvõetud rühmadesse. 1897. aastal hakkasid nad koos morfoloogiliste ja füsioloogiliste tunnustega kasutama ka mikroobide taksonoomiat. Nagu hiljem selgus, ei piisa teaduslikult põhjendatud klassifikatsioonist mõnest märgist üksi. Seetõttu kasutatakse funktsioone:
Morfoloogiline (raku kuju, suurus, liikuvus, paljunemine, eostumine, Grami värvimine);
Kultuuriline (vedelate ja tahkete toitainekeskkondade kasvu iseloom);
Füsioloogiline ja biokeemiline (kogunenud toodete olemus);
Genotüüp (DNA füüsikalised ja keemilised omadused).
Geenisüsteemi abil saab mikroorganismide tüüpi määrata mitte sarnasuse, vaid suguluse järgi. Leiti, et kogu DNA nukleotiidide koostis mikroorganismide arengu ajal erinevates tingimustes ei muutu. S- ja R-vormid on DNA koostises identsed. Leitud ja sellised mikroorganismid, millel on sarnane DNA nukleotiidkoostis, kuigi nad kuuluvad erinevatesse süstemaatilistesse rühmadesse: E. coli ja mõned korübakterid. See näitab, et mikroobide süstemaatikas (taksonoomia) tuleks arvesse võtta erinevaid tegelasi.
Kuni viimase ajani jagunesid kõik rakustruktuuriga elusolendid sõltuvalt tuuma ja organellide seostest tsütoplasmaga, rakuseina koostisest ja muudest omadustest kahte rühma (kuningriigid):
1.1. Eeltuumalised prokarüootid (viidatud-organismid, millel ei ole täpselt määratletud tuuma, mida kujutab ringikujuline DNA molekul; peptidoglükaan (mureiin) ja teikohapped on osa rakuseinast; ribosoomidel on settimiskonstandid 70) ; raku energiakeskused asuvad mesosoomides ja seal pole organelle).
1.2 Eukarüootid on tuumarelvad (väljendunud tuumaga, mis on tsütoplasmast eraldatud membraaniga; rakuseinas puuduvad peptidoglükaan ja teikohapped; tsütoplasmaatilised ribosoomid on suuremad; settimiskonstant 80; energiaprotsessid viiakse läbi mitokondrites; organellidel on Golgi kompleks , jne.).
Hiljem selgus, et mikroorganismide hulgas on ka rakuväliseid vorme-viirusi ja seetõttu tuvastati kolmas rühm (kuningriik)-vira.
Mikroorganismide määramiseks võetakse vastu kahekordne (binaarne) nomenklatuur, mis sisaldab perekonna ja liigi nime. Üldnimi kirjutatakse suure algustähega (suur täht), konkreetne nimi (isegi perekonnanimest tuletatud) - väiketähega (väike). Näiteks siberi katku bacillus kannab nime Bacillus anthracis, Escherichia coli ja Aspergillus niger.
Peamine (madalaim) taksonoomiline üksus on liik. Liigid on rühmitatud perekondadesse, perekonnad - perekondadesse, perekonnad - tellimustesse, tellimused - klassidesse, klassid - jagunemisteks, jagunemised - kuningriikideks.
Liik on sama genotüübi isendite kogum, millel on väljendunud fenotüüpne sarnasus.
Kultuur - mikroorganismid, mis on saadud loomalt, inimeselt, taimelt või väliskeskkonna substraadilt ja kasvatatud toitainekeskkonnas. Puhtad kultuurid koosnevad sama liigi isenditest (ühest rakust saadud järglased - kloon).
Tüvi on sama liigi kultuur, mis on isoleeritud erinevatest elupaikadest ja erineb omaduste väikeste muutuste poolest. Näiteks inimkehast, veistest, veekogudest, pinnasest isoleeritud E. coli võib olla erinevatest tüvedest.
2 Prokarüootid (bakterid ja aktinomütseedid). Bakterid (prokarüootid) on suur rühm mikroorganisme (umbes 1600 liiki), millest enamik on üherakulised. Bakterite kuju ja suurus. Bakterite peamised vormid on sfäärilised, vardakujulised ja keerdunud. Sfäärilised bakterid - kookidel on tavaline kuuli kuju, neid on lamestatud, ovaalseid või oakujulisi. Kookid võivad olla üksikute rakkude kujul - monokokid (mikrokokid) või kombineeritud erinevates kombinatsioonides: paarikaupa - diplokokid, neli rakku - tetrakokokid, enam -vähem pikkade ahelate kujul - streptokokid, aga ka kuubikujulised klastrid (pakendite kujul) kaheksast rakust, mis paiknevad kahes astmes üksteise kohal, - sarkiinid. Seal on ebakorrapärase kujuga kobarad, mis meenutavad viinamarjakobaraid - stafülokokke. Vardakujulised bakterid võivad olla üksikud või paarikaupa ühendatud - diplobakterid, kolme kuni nelja või enama raku ahelad - streptobakterid. Pulgade pikkuse ja paksuse suhe on väga erinev. Keerutatud või kõverad bakterid on erineva pikkuse, paksuse ja kõverusastmega. Koma kujul kergelt kõverdunud pulgakesi nimetatakse vibrioodideks, ühe või mitme lokkidega pulgad korgitserina ja spirillideks ning õhukesi pulgakesi paljude lokkidega. Tänu elektronmikroskoobi kasutamisele looduslike looduslike substraatide mikroorganismide uurimiseks on leitud baktereid, millel on eriline raku kuju: suletud või avatud ring (toroidid); väljakasvudega (õmblused); ussikujuline - pikk, kõverate väga õhukeste otstega; ja ka kuusnurkse tähe kujul.
Bakterite suurus on väga väike: kümnendikust mikromeetrist (μm) kuni mõne mikromeetrini. Enamiku bakterite keha suurus on keskmiselt 0,5-1 mikronit ja vardakujuliste bakterite keskmine pikkus on 2-5 mikronit. On baktereid, mis on keskmisest palju suuremad, ja mõned on tavaliste optiliste mikroskoopide nähtavuse äärel. Bakterite kehakuju ja suurus võivad varieeruda sõltuvalt vanusest ja kasvutingimustest. Kuid teatud suhteliselt stabiilsetes tingimustes säilitavad bakterid oma loomuliku suuruse ja kuju. Bakteriraku mass on väga väike, ligikaudu 4-10-1:! G.
Bakterirakkude struktuur . Baktereid sisaldavate prokarüootsete organismide rakul on põhilised ultrastruktuuri omadused. Rakusein (membraan) on enamiku bakterite oluline struktuurielement. Rakusein moodustab 5 kuni 20% raku kuivainest. Sellel on elastsus, see toimib mehaanilise tõkkena protoplasti ja keskkonna vahel ning annab rakule teatud kuju. Rakusein sisaldab prokarüootsete rakkude jaoks spetsiifilist heteropolümeerset ühendit - peptidoglükaani (mureiini), mida eukarüootsete organismide rakuseintes pole. Taani füüsiku H. Grami (1884) pakutud värvimismeetodi järgi jagatakse bakterid kahte rühma: grampositiivsed ja gramnegatiivsed. Gram-positiivsed rakud säilitavad värvaine, gramnegatiivsed aga mitte, mis on tingitud nende rakuseinte keemilise koostise ja ultrastruktuuri erinevustest. Grampositiivsetes bakterites on rakuseinad paksemad, amorfsed, sisaldavad suures koguses mureiini (50–90% rakuseina kuivmassist) ja teikohappeid. Gramnegatiivsete bakterite rakuseinad on õhemad, kihilised, sisaldavad palju lipiide, vähe mureiini (5-10%) ja puuduvad teikohapped.
Bakteriraku sein on sageli kaetud limaga. Limaskest võib olla õhuke, vaevu eristatav, kuid see võib olla märkimisväärne, see võib moodustada kapsli. Kapsel on sageli palju suurem kui bakterirakk. Rakuseinte muda on mõnikord nii tugev, et üksikute rakkude kapslid sulanduvad limaskestadeks (zoogeelideks), millesse on segatud bakterirakkud. Mõnede bakterite moodustunud limaskestad ei jää rakuseina ümber kompaktse massina, vaid hajuvad keskkonda. Kui nad vedelates substraatides kiiresti paljunevad, võivad lima moodustavad bakterid muuta need pidevaks limaskestaks. Seda nähtust täheldatakse mõnikord suhkru tootmisel suhkrupeedi suhkrutõmmistes. Lühikese aja jooksul võib suhkrusiirup muutuda viskoosseks limaskestaks. Liha, vorstid, kodujuust on lima all; täheldatakse piima, hapukurkide, marineeritud köögiviljade, õlle, veini viskoossust. Lima moodustumise intensiivsus ja lima keemiline koostis sõltuvad bakterite tüübist ja kasvatustingimustest. Kapselil on kasulikke omadusi, lima kaitseb rakke ebasoodsate tingimuste eest - paljudes bakterites suureneb lima tootmine sellistes tingimustes. Kapsel kaitseb rakku mehaaniliste kahjustuste ja kuivamise eest, loob täiendava osmootse barjääri, on takistuseks faagide, antikehade läbitungimisel ja mõnikord on see toitainete varuallikas. Tsütoplasmaatiline membraan eraldab raku sisu rakuseinast. See on mis tahes lahtri kohustuslik struktuur. Kui tsütoplasmaatilise membraani terviklikkust rikutakse, kaotab rakk elujõulisuse. Tsütoplasmaatiline membraan moodustab 8-15% raku kuivainest. Membraan sisaldab kuni 70-90% raku lipiide, selle paksus on 7-10 nm 1. Elektronmikroskoobi rakulõikudel on see nähtav kolmekihilise struktuuri kujul - üks lipiidikiht ja kaks külgnevat valgu kihti mõlemalt poolt. Tsütoplasmaatiline membraan tungib kohati rakku, moodustades igasuguseid membraanistruktuure. See sisaldab erinevaid ensüüme; see on poolläbilaskev, mängib olulist rolli ainete vahetamisel raku ja keskkonna vahel. Bakteriraku tsütoplasma on poolvedel, viskoosne, kolloidne süsteem. Mõnes kohas on see läbi imbunud membraanistruktuuridest - mesosoomidest, mis pärinesid tsütoplasmaatilisest membraanist ja säilitasid sellega ühenduse. Mesosoomidel on erinevad funktsioonid; neis ja nendega seotud tsütoplasmaatilises membraanis on energiaprotsessides osalevad ensüümid - raku energiavarustuses. Hästi arenenud mesosoomid esinevad ainult grampositiivsetes bakterites, gramnegatiivsetes on need halvasti arenenud ja lihtsama struktuuriga. Tsütoplasma sisaldab ribosoome, tuumaaparaati ja mitmesuguseid lisandeid. Ribosoomid on tsütoplasmas hajutatud graanulite kujul suurusega 20-30 nm; ribosoomid koosnevad ligikaudu 60% ribonukleiinhappest (RNA) ja 40% valkudest. Ribosoomid vastutavad rakkude valkude sünteesi eest. Bakterirakus võib sõltuvalt vanusest ja elutingimustest olla või võib olla 5–50 tuhat ribosoomi. Bakterite tuumaaparaati nimetatakse nukleoidiks. Bakteriraku ülipeente lõikude elektronmikroskoopia võimaldas kindlaks teha, et raku geneetilise teabe kandja on desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekul. DNA on kahekordse spiraalse ahela kujul, mis on suletud ringis; seda nimetatakse ka "bakteriaalseks kromosoomiks". See asub tsütoplasma konkreetses piirkonnas, kuid ei ole sellest eraldatud oma membraaniga.
Tsütoplasmaatiline kaasamised Bakterite rakud on mitmekesised, peamiselt säilitavad toitained, mis ladestuvad rakkudesse, kui need arenevad keskkonnas liigsete toitainete tingimustes, ja tarbitakse, kui rakud on näljas. Bakterite rakud ladestavad polüsahhariide: glükogeeni, granuloosi tärklisetaolist ainet, mida kasutatakse süsiniku- ja energiaallikana. Lipiide leidub rakkudes graanulite ja tilkade kujul. Rasv on hea süsiniku ja energia allikas. Paljud bakterid kogunevad polüfosfaate; need sisalduvad volutiini graanulites ja rakud kasutavad neid fosfori- ja energiaallikana. Molekulaarne väävel ladestub väävlibakterite rakkudesse.
Bakterite liikuvus . Globulaarsed bakterid on tavaliselt liikumatud. Vardakujulised bakterid on nii liikuvad kui ka liikumatud. Kumerad ja keerdunud bakterid on liikuvad. Mõned bakterid liiguvad libistades. Enamik baktereid liigub flagella kaudu. Flagella on õhukesed, spiraalselt keerdunud valguga niidid, mis võivad pöörata. Lipukeste pikkus on erinev ja paksus on nii väike (10–20 nm), et neid saab valgusmikroskoobis näha alles pärast raku eritöötlust. Flagella olemasolu, arv ja asukoht on liigi jaoks pidevad märgid ja neil on diagnostiline väärtus. Baktereid, mille raku otsas on üks lipuke, nimetatakse monotriksiteks; koos kimbu flagellaga - lophotrichs ", kusjuures flagella kimp raku mõlemas otsas - amphitrichs; baktereid, milles flagella asub kogu raku pinnal, nimetatakse peritrichousiks. Bakterite liikumiskiirus on suur: teiseks võib flagellaga rakk liikuda 20–50 korda rohkem kui tema keha pikkus. Ebasoodsate elutingimuste korral, raku vananemise ja mehaanilise toimega, võib liikuvus kaduda. Lisaks flagellale võib mõnedel bakteritel on suur hulk niitjaid moodustisi, palju õhemad ja lühemad kui lipukesed - fimbriae (või joodud) ...
Bakterite paljunemine. Prokarüootsete rakkude puhul on iseloomulik lihtne rakkude jagunemine kaheks. Rakkude jagunemine algab reeglina mõnda aega pärast nukleoidide jagunemist. Vardakujulised bakterid jagunevad risti, sfäärilise kujuga erinevatel tasanditel. Sõltuvalt jagunemistasandi orientatsioonist ja nende arvust tekivad mitmesugused vormid: üksikud kookid, paaris, ahelad, pakendite, kimpude kujul. Bakterite paljunemise eripära on protsessi kiirus. Jagunemiskiirus sõltub bakterite tüübist, kasvatustingimustest: mõned liigid jagunevad iga 15-20 minuti järel, teised-5-10 tunni pärast.Selle jaotusega jõuab bakterirakkude arv päevas tohutult. Seda täheldatakse sageli toiduainetes: piima kiire hapnemine piimhappebakterite arengu tõttu, liha ja kala kiire riknemine putrefaktiivsete bakterite arengu tõttu jne.
Sporulatsioon. Eosed bakterites tekivad tavaliselt ebasoodsates arengutingimustes: toitainete puuduse, temperatuuri, pH muutuste korral, ainevahetusproduktide kogunemisega üle teatud taseme. Eoste moodustamise võimet omavad peamiselt vardakujulised bakterid. Igas rakus moodustub ainult üks eos (endospoor).
Eoste moodustumine on keeruline protsess, selles eristatakse mitmeid etappe: esiteks täheldatakse raku geneetilise aparatuuri ümberkorraldamist, nukleoidi morfoloogia muutub. DNA süntees peatub rakus. Tuuma -DNA tõmmatakse ahelana välja, mis seejärel lõheneb; osa sellest on koondunud raku ühte poolusesse. Seda raku osa nimetatakse sporogeenseks tsooniks. Sporogeenses tsoonis tsütoplasma pakseneb, siis eraldatakse see piirkond ülejäänud rakusisust vaheseinaga (vaheseinaga). Lõigatud ala on kaetud emaraku membraaniga, moodustub nn prospor. Prospoor on emaraku sees paiknev struktuur, millest see on eraldatud kahe membraaniga: välimine ja sisemine. Membraanide vahele moodustub kortikaalne kiht (ajukoor), mis on keemiliselt koostiselt sarnane vegetatiivse raku rakuseinaga. Lisaks peptidoglükaanile sisaldab ajukoor dipikoliinhapet (C 7 H 8 O 4 Mg), mida vegetatiivsetes rakkudes pole. Seejärel moodustatakse eospoori kohale eosekest, mis koosneb mitmest kihist. Kihtide arv, paksus ja struktuur on erinevat tüüpi bakterite puhul erinevad. Väliskesta pind võib olla sile või erineva pikkuse ja kujuga väljakasvuga. Eose kesta peale moodustub sageli veel õhuke kate, mis ümbritseb eoseid katte kujul - exosporium.
Eosed on tavaliselt ümmarguse või ovaalse kujuga. Mõne bakteri eoste läbimõõt ületab raku laiust, mille tagajärjel muutub eoseid kandvate rakkude kuju. Rakk võtab spindli kuju (klostriidium) kui eos asub selle keskel või on trummipulga kuju (plektriidium) kui eosed on lahtri otsa lähedal.
Pärast eose küpsemist emarakk sureb, selle membraan hävitatakse ja eos vabaneb. Eoste moodustamise protsess võtab mitu tundi.
Tiheda, raskesti läbitungiva membraani olemasolu bakterite eostes, madal veesisaldus selles, suur kogus lipiide, samuti kaltsium ja dipikoliinhape põhjustada suurt eose vastupidavust keskkonnateguritele. Eosed võivad olla elujõulised sadu või isegi tuhandeid aastaid. Näiteks on elujõulised eosed isoleeritud tuhandete aastate vanuste mammutite ja Egiptuse muumiate surnukehadest. Eosed on vastupidavad kõrgetele temperatuuridele: kuivas olekus surevad nad pärast kuumutamist temperatuuril 165–170 ° C 1,5–2 tundi ja ülekuumenenud auruga (autoklaavis) temperatuuril 121 ° C 15–30 minutit.
Soodsates tingimustes kasvab eos vegetatiivseks rakuks; see protsess võtab tavaliselt mitu tundi.
Idanev eos hakkab aktiivselt vett imama, selle ensüümid aktiveeruvad ja biokeemilised protsessid, mis viivad kasvu, intensiivistuvad. Eoste idanemise ajal muutub ajukoor noore vegetatiivse raku rakuseinaks; dipikoliinhape ja kaltsium vabanevad väliskeskkonda. Eose väliskest puruneb, purunemiste kaudu väljub uue raku "võrsed", millest seejärel moodustub vegetatiivne bakterirakk.
Toidu riknemist põhjustavad ainult vegetatiivsed rakud. Toodete töötlemise meetodi valimisel on oluline teadmine teguritest, mis aitavad kaasa eoste moodustumisele bakterites, ja teguritest, mis põhjustavad nende idanemise vegetatiivsetesse rakkudesse, et vältida nende mikroobide riknemist.
Ülaltoodud teave iseloomustab peamiselt nn tõelisi baktereid. On ka teisi, enam -vähem neist erinevaid, mis hõlmavad järgmist.
Niitjad (niitjad bakterid). Need on mitmerakulised organismid erineva pikkusega niitide kujul, läbimõõduga 1 kuni 7 mikronit, liikuvad või substraadi külge kinnitatud. Enamasti limase ümbrisega niidid. Need võivad sisaldada magneesiumoksiidi või raudoksiide. Nad elavad veekogudes, neid leidub mullas.
Müksobakterid. Need on vardakujulised bakterid, mis liiguvad libistades. Nad moodustavad viljakehasid - limasse kinni jäänud rakkude klastrid. Viljakehade rakud lähevad puhkeolekusse - miksosporid. Need bakterid elavad mullas, mitmesugustel taimejäätmetel.
Lootustandvad ja varsbakterid paljunevad tärkamise, jälitamise või mõlemaga. On liike, millel on väljakasv - õmblused. Nad elavad pinnases ja veekogudes.
Actinomycetes. Bakterid on hargnenud. Mõned on kergelt hargnenud vardad (vt joonis 2, e), teised on õhukeste hargnevate niitide kujul, mis moodustavad üherakulise seeneniidistiku. Mütseeli aktinomütseedid, mida nimetatakse "kiirgavateks seenteks", paljunevad eostega, mis arenevad seeneniidistiku õhuharudel. Actinomycetes on värvilised; need on looduses laialt levinud. Neid leidub ka toidus ja need võivad rikkuda. Toode omandab iseloomuliku maalõhna. Paljud aktinomütseedid toodavad antibiootikume. On liike, mis on inimestele ja loomadele patogeensed.
Mükoplasma. Rakuseinaga organisme katab ainult kolmekihiline membraan. Rakud on väga väikesed, mõnikord ultramikroskoopilised (umbes 200 nm), pleomorfsed (erineva kujuga) - alates kookoidist kuni niitjaseni. Mõned põhjustavad haigusi inimestel, loomadel, taimedel.
Bakterite taksonoomia alused Kaasaegsed bakterite klassifitseerimise süsteemid on sisuliselt kunstlikud, rühmitades bakterid teatud rühmadesse nende sarnasuse alusel morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja genotüüpiliste omaduste kompleksis. Selleks kasutatakse Bergi juhiseid bakterite määratlemiseks (1974, 8.) väljaanne ja 1984. - 9. trükk). 8. väljaande kohaselt on kõik prokarüootid jagatud kahte ossa - tsüanobakterid ja bakterid. Esimene osa - tsüanobakterid (sinivetikad) - on fototroofsed mikroorganismid. Teine osa on bakterid. See osakond on jagatud 19 rühma. 17. rühma kuuluvad aktinomütseedid. 9. väljaande kohaselt jaguneb prokarüootide kuningriik neljaks osaks, sõltuvalt rakuseina olemasolust või puudumisest ja selle keemilisest koostisest: esimene sektsioon-õhukese nahaga, sisaldab bakterirühmi, gramnegatiivseid, fototroofseid ja tsüanobakterid; 2. jaos - kõva nahaga, sisaldab positiivse grammivärviga seotud bakterirühmi; kolmas sektsioon sisaldab mükoplasma - bakterid, millel puudub rakusein; neljas sektsioon sisaldab metaani moodustavaid ja arhebaktereid (eriline bakterirühm, mis elab äärmuslikes keskkonnatingimustes ja on üks vanimaid eluvorme).
Bakterite klassifikatsioon... Rahvusvahelise bakterite koodeksi otsuses soovitati järgmisi taksonoomilisi kategooriaid: klass, jagunemine, järjekord, perekond, perekond, liik. Liiginimi vastab binaarsele nomenklatuurile, see tähendab, et see koosneb kahest sõnast. Näiteks süüfilise tekitaja on kirjutatud kui Treponema pallidum. Esimene sõna on sisse lülitatud
perekonna pealkiri on kirjutatud suure algustähega, teine sõna tähistab liiki ja kirjutatakse väiketähega. Kui liiki uuesti mainitakse, lühendatakse üldnimetust algustähega, näiteks: T.pallidum.
Bakterid liigitatakse prokarüootideks, s.t. tuumaeelsed organismid, kuna neil on ürgne tuum ilma kestata, tuum, histoonid. ja tsütoplasmas puuduvad kõrgelt organiseeritud organellid (mitokondrid, Golgi aparaat, lüsosoomid jne)
Burgey vanas süstemaatilise bakterioloogia juhendis jagati bakterid vastavalt bakteriraku seina omadustele 4 sektsiooni: Gracilicutes - õhukese rakuseinaga eubakterid, gramnegatiivsed; Firmicutes - paksu rakuseinaga eubakterid, grampositiivsed; Tenericutes - rakuseinata eubakterid; Mendosicutes - defektse rakuseinaga arhea.
Iga osakond jagati osadeks või rühmadeks vastavalt grammi värvimisele, rakkude kujule, hapnikuvajadusele, liikuvusele, ainevahetus- ja toitumisomadustele.
Vastavalt suuniste 2. väljaandele (2001)Burgey, bakterid jagunevad kaheks domeeniks:"Bakterid" ja "Arhaea" (tabel 2.1).
Tabel. Domeeni omadusedBakteridjaArhaea
|
Domeen"Bakterid"(eubakterid) |
DomeenArchaea "(arhebakterid) |
|
Valdkonnas "Bakterid" saab eristada järgmised bakterid: 1) õhukese rakuseinaga bakterid, gramnegatiivsed *; 2) paksu rakuseinaga bakterid, grampositiivsed **; 3) bakterite beeta rakusein (klass Mollicutes - mükoplasma) |
Archbakterid ei sisalda rakuseinas peptidoglükaani. Neil on spetsiaalsed ribosoomid ja ribosomaalsed RNA -d (rRNA -d). Mõiste "arhebakterid" ilmus 1977. See on üks vanimaid eluvorme, millele viitab eesliide "arche". Nende hulgas pole nakkusetekitajaid. |
* Õhukese seinaga gramnegatiivsete eubakterite hulgas eristada:
sfäärilised vormid või kookid (gonokokid, meningokokid, veilonellad);
keerdunud vormid - spirochetes ja spirilla;
vardakujulised vormid, sealhulgas riketsia.
** Paksseinaliste grampositiivsete eubakterite juurde sisaldab:
sfäärilised vormid või kookid (stafülokokid, streptokokid, pneumokokid);
vardakujulised vormid, samuti aktinomütseedid (hargnevad, niitjad bakterid), korünebakterid (klavateeritud bakterid), mükobakterid ja bifidobakterid (joonis 2.1).
Enamik gramnegatiivseid baktereid on rühmitatud teatud tüüpi proteobakteriteks. põhineb ribosomaalse RNA "Proteobakterid" sarnasusel - nime saanud Kreeka jumala Proteuse järgi. omandades erinevaid vorme). Need ilmusid üldisest fotosünteesist. tic esivanem.
Gram -positiivsed bakterid on ribosoomi RNA uuritud järjestuste kohaselt eraldi fülogeneetiline rühm, millel on kaks suurt alajaotust - kõrge ja madal suhe G+ C (geneetiline sarnasus). Nagu proteobakterid, on ka see rühm metaboolselt mitmekesine.
Domeeni juurde "Bakterid»Sisaldab 22 tüüpi, millestMeditsiinilise tähtsusega on järgmised.
TüüpProteobakterid
Klass Alfaproteobakterid. Sünnitus: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Klass Betaproteobakterid. Sünnitus: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Klass Gammaproteobakterid. Sünnitus: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serrateersia, Shigella
Klass Deltaproteobakterid. Perekond: Bilophila
Klass Epsilonproteobakterid. Sünnitus: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
TüüpFirmicutes (peamineteegrampolo zhivnye)
Klass Clostridia. Sünnitus: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gramnegatiivne)
Klass Mollicutes. Sünnitus: mükoplasma, ureaplasma
Klass Batsillid. Sünnitus: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
TüüpAktinobakterid
Klass Aktinobakterid. Sünnitus: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
TüüpKlamüüdia
Klass Klamüüdia. Sünnitus: Klamüüdia, Clamydophila
TüüpSpiroheedid
Klass Spiroheedid. Sünnitus: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Bakteroidide tüüp
Klass Bakteroidid. Sünnitus: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Klass Flavobacteria. Sünnitus: Flavobacterium
Bakterite jagunemine rakuseina struktuuriomaduste järgi on seotud nende värvi võimaliku varieeruvusega teatud värvis vastavalt Gram -meetodile. Selle meetodi kohaselt, mille pakkus 1884. aastal välja Taani teadlane H. Gram, jaotatakse bakterid sõltuvalt värvimistulemustest grampositiivseteks, värvitud sinakasvioletseks ja gramnegatiivseks, värvitud punaseks. Selgus aga, et bakterid, millel on nn grampositiivne rakusein (paksem kui gramnegatiivsetel bakteritel), näiteks perekonna Mobiluncus bakterid ja mõned eoseid moodustavad bakterid, tavalise grammi asemel -positiivne värv, gramnegatiivne värv. Seetõttu on bakterite taksonoomia jaoks rakuseinte struktuuri ja keemilise koostise tunnused tähtsamad kui grammi värvimine.
2.2.1. Bakterite vormid
Bakteritel on mitu peamist vormi (vt joonis 2.1) - kokkoidsed, vardakujulised, keerdunud ja hargnevad, niitjad bakterite vormid.
Sfäärilised vormid või kookid,- kerajad bakterid suurusega 0,5–1,0 mikronit *, mis jagunevad vastastikuse paigutuse järgi mikro-, diplokokkideks, streptokokkideks, tetrakokkideks, sarciinideks ja stafülokokid.
Mikokokid(kreeka keelest. mikros - väike) - eraldi asuvad rakud.
Diplokokid(kreeka keelest. diploos - kahekordsed) või paaristatud kookid on paigutatud paarikaupa (pneumokokk, gonokokk, meningokokk), kuna rakud ei lahku pärast jagunemist. Pneumokokk (kopsupõletiku põhjustaja) on vastaskülgedel lantsetaadi kujuga ja gonokokk(gonorröa tekitaja) ja meningokokk (epideemilise meningiidi põhjustaja) on kohviubade kujul, mis on nõgusa pinnaga üksteise poole.
Streptokokid(kreeka keelest. streptod - ahel) - ümara või pikliku kujuga rakud, moodustades ahela rakkude jagunemise tõttu ühes tasapinnas ja nendevahelise ühenduse säilimise tõttu jagunemiskohas.
Sarcinas(alates lat. sarcina - kimp, pall) on paigutatud 8 või enama kooki pakenditesse, kuna need moodustuvad rakkude jagunemise ajal kolmes vastastikku risti asetsevas tasapinnas.
Stafülokokid(kreeka keelest. stafül - hunnik viinamarju) kookid, paigutatud viinamarjakobara kujul erinevatel tasanditel jagunemise tulemusena.
Vardakujulised bakterid erinevad suuruse, rakkude otste kuju ja rakkude vastastikuse paigutuse poolest. Rakkude pikkus varieerub vahemikus 1,0 kuni 10 µm, paksus on vahemikus 0,5 kuni 2,0 µm. Coli võib olla õige (E. coli jne) ja vale (corynebacterium) ja jne) vormid, sealhulgas hargnemine, näiteks aktinomütseedides. Väikseimad vardakujulised bakterid on riketsia.
Pulgade otsad võivad olla ära lõigatud (siberi katku batsillid), ümardatud (Escherichia coli), teravad (fusobakterid) või paksenemise kujul. Viimasel juhul näeb kepp välja nagu muskaat (corynebacterium diphtheria).
Kergelt kumeraid vardaid nimetatakse vibrodeks (Vibrio cholerae). Enamik vardakujulisi baktereid paikneb juhuslikult, kuna pärast jagunemist rakud lahknevad. Kui rakud jäävad pärast jagamist ühendatuks -
rakuseina tavaliste fragmentidega ja ei lahku, siis paiknevad nad üksteise suhtes nurga all (corynebacterium diphtheria) või moodustavad ahela (siberi katku bacillus).
Kumerad kujundid- spiraalsed bakterid, näiteks spirilla, millel on korgitseritaolised keerdrakud. Patogeenne spirillum sisaldab põhjustavat ainet sodoku (rotihammustuste haigus). Gofreeritud hulka kuuluvad ka nukk-pülobakterid ja helikobakterid, millel on painutab nagu lendava kajaka tiib; nende läheduses on ka selliseid baktereid nagu spirochetes. Spiroheedid- õhuke, pikk, kortsus
spiraalikujulised) bakterid, mis erinevad spirillast liikuvuse tõttu rakkude paindumismuutuste tõttu. Spiroheedid koosnevad välismembraanist
rakuseina), mis ümbritseb tsütoplasmaatilise membraani ja aksiaalse hõõgniidiga (aksistil) protoplasmaatilist silindrit. Aksiaalne hõõgniit asub rakuseina välismembraani all (periplasmas) ja keerleb justkui ümber spirokeedi protoplasmaatilise silindri, andes sellele spiraalse kuju (spiroheetide esmased lokid). Aksiaalne hõõgniit koosneb periplasmaatilistest fibrillidest, bakteriaalsete lipukeste analoogidest ja on kontraktiilne valk, mida nimetatakse flagelliiniks. Kiud kinnitatakse raku otste külge (joonis 2.2) ja on suunatud üksteise poole. Fibrillide teine ots on vaba. Fibrillide arv ja asukoht on liigiti erinevad. Fibrillid osalevad spirokeetide liikumises, andes rakkudele pöörleva, painduva ja translatiivse liikumise. Sellisel juhul moodustavad spiroheedid silmuseid, lokke, painutusi, mida nimetatakse sekundaarseteks lokkideks. Spiroheedid
värvaineid tajutakse halvasti. Tavaliselt värvitakse need Romanovski-Giemsa järgi või hõbedatakse. Elusal kujul uuritakse spirokeete faasikontrasti või tumeda välja mikroskoopia abil.
Spirochete esindab 3 perekonda, mis on inimestele patogeensed: Treponema, Borrelia, Leptospira.
Treponema(perekond Treponema) on välimuselt õhukeste korgitseritaoliste keerdunud niitidega, millel on 8-12 ühtlast väikest lokki. Treponemide protoplasti ümber asuvad 3-4 fibrilli (flagella). Tsütoplasma sisaldab tsütoplasma hõõgniite. Patogeensed esindajad on T.pallidum - süüfilise tekitaja, T.pertenue - troopilise haiguse tekitaja on fram-bezia. Samuti on saprofüüte - inimese suu elanikke, veehoidlate muda.
Borrelia(perekond Borrelia), erinevalt treponemadest on need pikemad, neil on 3-8 suurt lokki ja 7-20 fibrilli. Nende hulka kuulub retsidiivse palaviku põhjustaja (V.korduv) ja borrelioosi tekitajad (V.burgdorferi ja jne).
Leptospira(perekond Leptospira) on madalad ja sagedased lokid - keerutatud köie kujul. Nende spirokeetide otsad on kõverad nagu paksu paksu otsaga konksud. Moodustades teiseseid lokke, on need tähtede kujul S või koos; on 2 aksiaalset hõõgniiti (flagella). Patogeenne esindaja L. sisse terroganid põhjustab vee või toiduga allaneelamisel leptospiroosi, põhjustades verejooksude ja ikteruse teket.
tsütoplasmas ja mõned nakatunud rakkude tuumas. Nad elavad lülijalgsetes (täid, kirbud, puugid), kes on nende peremehed või kandjad. Rickettsiae sai oma nime Ameerika teadlase H. T. Rickettsi järgi, kes kirjeldas esimest korda üht haigustekitajat (Rocky Mountaini täpiline palavik). Riketsia kuju ja suurus võivad varieeruda (ebakorrapärase kujuga, niitjad rakud) sõltuvalt kasvutingimustest. Riketsia struktuur ei erine gramnegatiivsete bakterite struktuurist.
Rickettsia metabolism on peremeesrakust sõltumatu; siiski on võimalik, et nad saavad peremeesrakust paljunemiseks makroergilisi ühendeid. Määrites ja kudedes värvitakse need Romanchsky-Giemsa järgi, Macchiavell-Zdrodovsky järgi (riketsiad on punased ja nakatunud rakud on sinised).
Inimestel põhjustab riketsia tüüfuse epideemiat (Riketsia prowazekii), puukide põhjustatud riketsioos (R. sibirica), Rocky Mountaini täpiline palavik (R. rickettsii) ja muud riketsioosid.
Elementaarkehad sisenevad epiteelirakku endotsütoosi teel, moodustades rakusisese vakuooli. Rakkude sees suurenevad nad ja muutuvad jagunevateks retikulaarseteks kehadeks, moodustades vaakumites klastrid (kandmised). Elementaarkehad moodustuvad retikulaarsetest kehadest, mis väljuvad rakkudest eksotsütoosi või rakkude lüüsi teel. Välja tulemine
elementaarsed keharakud sisenevad uude tsüklisse, nakatades teisi rakke (joonis 16.11.1). Inimestel põhjustavad klamüüdiad silmakahjustusi (trahhoom, konjunktiviit), uro-suguelundeid, kopse jne.
Actinomycetes-hargnevad, niitjad või vardakujulised grampositiivsed bakterid. Selle nimi (kreeka keelest. actis - Ray, mykes - seen) said nad seoses druseni moodustumisega kahjustatud kudedes - tihedalt põimunud niitide graanulid, mis ulatuvad keskelt ja ulatuvad kolvitaoliste paksenemisteni. Actinomycetes, nagu seened, moodustavad seeneniidistiku - niiditaolised põimuvad rakud (hüüfid). Nad moodustavad substraadi seeneniidistiku, mis tekib rakkude toitainekeskkonda sissekasvamise tagajärjel, ja õhumütseeli, mis kasvab söötme pinnal. Actinomycetes võib jaguneda seeneniidistiku killustumise teel rakkudeks, mis sarnanevad vardakujuliste ja kokkoidsete bakteritega. Aktinomütseetide õhuhüüfidel moodustuvad eosed, mis aitavad paljuneda. Actinomycete eosed ei ole tavaliselt kuumuskindlad.
Ühise filogeneetilise haru koos aktinomütseetidega moodustavad niinimetatud nocardi-sarnased (nocardioform) aktinomütseedid, mis on pulgakujuliste, ebakorrapärase kujuga bakterite kogumisrühm. Nende üksikud esindajad moodustavad hargnevaid vorme. Nende hulka kuuluvad perekonna bakterid Corynebacterium, Mükobakterid, Nocardianjxp. Nocardi-sarnased aktinomütseedid eristuvad arabinoosi, galaktoosi, mükoolhapete ja suures koguses rasvhapete sisalduse tõttu rakuseinas. Rakuseinte mükoolhapped ja lipiidid määravad bakterite, eriti tuberkuloosi ja pidalitõve mükobakterite happekindluse (Ziehl-Nelseni järgi värvides on need punased ning mitte-happekindlad bakterid ja kudede elemendid, röga on sinised) .
Patogeensed aktinomütseedid põhjustavad aktinomükoosi, nocardia - nocardiosis, mükobakterid - tuberkuloos ja pidalitõbi, korünebakterid - difteeria. Pinnases on laialt levinud aktinomütseetide ja nokaardiataoliste aktinomütseetide saprofüütsed vormid, paljud neist on antibiootikumide tootjad.
Raku sein- tugev, elastne struktuur, mis annab bakteritele teatud kuju ja koos selle aluseks oleva tsütoplasmaatilise membraaniga "piirab" bakterirakus kõrget osmootset rõhku. See osaleb rakkude jagunemise ja metaboliitide transpordi protsessis, omab retseptoreid bakteriofaagide, bakteriotsiinide ja erinevate ainete jaoks. Paksem rakusein grampositiivsetes bakterites (joonised 2.4 ja 2.5). Niisiis, kui gramnegatiivsete bakterite rakuseina paksus on umbes 15-20 nm, siis grampositiivsetes bakterites võib see ulatuda 50 nm või rohkem.
Mükoplasma- väikesed bakterid (0,15-1,0 mikronit), ümbritsetud ainult tsütoplasmaatilise membraaniga. Nad kuuluvad klassi Mollicutes, sisaldavad steroole. Rakuseina puudumise tõttu on mükoplasmad osmootselt tundlikud. Neid on erineva kujuga: kokkoidne, niitjas, kolbi kujuline. Need vormid on nähtavad mükoplasmade puhaste kultuuride faasikontrastmikroskoopia ajal. Tihedal toitainekeskkonnal moodustavad mükoplasmad praetud mune meenutavad kolooniad: keskne läbipaistmatu osa, mis on söötmesse kastetud, ja poolläbipaistev ringikujuline perifeeria.
Mükoplasmad põhjustavad inimestel SARS -i (Mükoplasma kopsupõletik) ja urogenitaaltrakti kahjustused (M.homi- nis ja jne). Mükoplasmad põhjustavad haigusi mitte ainult loomadel, vaid ka taimedel. Mittepatogeensed esindajad on üsna laialt levinud.
2.2.2. Bakterirakkude struktuur
Bakterite struktuuri on hästi uuritud, kasutades tervete rakkude ja nende üliõhukeste lõikude elektronmikroskoopiat ning muid meetodeid. Bakterirakk on ümbritsetud membraaniga, mis koosneb rakuseinast ja tsütoplasmaatilisest membraanist. Ümbriku all on protoplasma, mis koosneb lisanditega tsütoplasmast ja tuumast, mida nimetatakse nukleoidiks. On täiendavaid struktuure: kapsel, mikrokapsel, lima, flagella, pili (joonis 2.3). Mõned bakterid võivad ebasoodsates tingimustes moodustada eoseid.
Gram-positiivsete bakterite rakuseinas sisaldab väikest kogust polüsahhariide, lipiide, valke. Nende bakterite rakuseina põhikomponent on mitmekihiline peptidoglükaan (mu-rein, mukopeptiid), mis moodustab 40-90% rakuseina massist. Teikohapped (kreeka keelest. teichos - sein), mille molekulideks on 8-50 glütserooli ja ribitooli jääkide ahelad, mis on ühendatud fosfaatsildadega. Bakterite kuju ja tugevuse annab mitmekihilise ristseotud peptiidiga seotud peptidoglükaani jäik kiuline struktuur.
Peptidoglükaani esindavad paralleelsed molekulid glükaan... koosneb korduvatest N-atsetüülglükoosamiini ja N-atsetüülmuraamhappe jääkidest, mis on seotud glükosiidsidemega. Neid sidemeid lõhub lüsosüüm, mis on atsetüülmuramidaas. Glükaani molekulid on N-atsetüülmuraamhappe kaudu ühendatud nelja aminohappe ristpeptiidsidemega ( tetrapeptiid). Sellest ka selle polümeeri nimi - peptidoglükaan.
Peptidoglükaani peptiidside gramnegatiivsetes bakterites põhineb tetrapeptiididel, mis koosnevad vahelduvatest L- ja D-aminohapetest, näiteks: L-alaniin-D-glutamiinhape-meso-diaminopimeliinhape-D-alaniin. On E.coli (gramnegatiivne bakter) peptiidahelad on omavahel ühendatud ühe ahela D-alaniini ja meso-diaminopimeli-
uus hape on erinev. Gramnegatiivsete bakterite peptidoglükaani peptiidosa koostis ja struktuur on vastupidine grampositiivsete bakterite peptidoglükaanile, mille aminohapped võivad koostise ja järjestuse poolest erineda. Gram-positiivsetes bakterites sisalduvad peptidoglükaani tetrapeptiidid on omavahel ühendatud 5 jäägist koosnevate polüpeptiidahelatega
glütsiin (pentaglütsiin). Meso-diaminopimeliinhappe asemel sisaldavad need sageli lüsiini. Glükaanielemendid (atsetüülglükoosamiin ja atsetüülmuraamhape) ja tetra-peptiid-aminohapped (meso-diaminopimeliin- ja D-glutamiinhapped, D-alaniin) on bakterite eripära, kuna neid loomadel ja inimestel ei esine.
Gram-värvimise ajal grampositiivsete bakterite võimet säilitada gentianvioletti kompleksis joodiga (bakterite sinakasvioletne värv) seostatakse mitmekihilise peptidoglükaani omadusega värvainega suhelda. Lisaks põhjustab bakterite määrde järgnev töötlemine alkoholiga peptidoglükaani pooride kitsenemist ja seeläbi värvuse säilimist rakuseinas. Gramnegatiivsed bakterid kaotavad pärast kokkupuudet alkoholiga oma värvaine, mis on tingitud peptiidoglükaani väiksemast kogusest (5-10% rakuseina massist); need on alkoholiga värvunud ja muutuvad punaseks, kui neid töödeldakse fuksiini või safraniiniga.
V gramnegatiivsete bakterite rakuseina koostis siseneb välismembraani, mis on lipoproteiiniga seotud peptidoglükaani alumise kihiga (joonised 2.4 ja 2.6). Bakterite ülipeente osade elektronmikroskoopia ajal näeb välimine membraan välja nagu lainekujuline kolmekihiline struktuur, mis sarnaneb sisemise membraaniga, mida nimetatakse tsütoplasmaatiliseks. Nende membraanide põhikomponent on bimolekulaarne (topelt) lipiidikiht.
Välismembraan on mosaiikstruktuur, mida esindavad lipopolüsahhariidid, fosfolipiidid ja valgud. Selle sisemist kihti esindavad fosfolipiidid ja välimine kiht asub lipopolüsahhariid(LPS). Seega on välimine membraan asümmeetriline. Välismembraani LPS koosneb kolmest fragmendist:
lipiid A - konservatiivne struktuur, praktiliselt sama gramnegatiivsetes bakterites;
tuum või tuum, koorikuosa (lat. tuum - tuum), suhteliselt konserveerunud oligosahhariidi struktuur;
väga varieeruv O-spetsiifiline polüsahhariidahel, mis on moodustatud identsete oligosahhariidjärjestuste kordamisega.
LPS on ankurdatud välismembraani lipiid A abil, mis põhjustab L PS toksilisust ja on seetõttu identifitseeritud endotoksiiniga. Bakterite hävitamine antibiootikumide abil eraldab suures koguses endotoksiini, mis võib patsiendil põhjustada endotoksilist šokki. Lipiid A lahkub tuumast või LPS -i tuumast. LPS-i tuuma kõige püsivam osa on keto-deoksüoktoonhape (3-deoksü-O-mees-no-2-oktulosoonhape). OPS-spetsiifiline ahel, mis ulatub LPS-i molekuli tuumast, määrab teatud bakteritüve serogrupi, serovari (teatud tüüpi bakterid, mida tuvastab immuunseerum). Seega on LPS-i mõiste seotud O-antigeeni mõistega, mille abil saab baktereid eristada. Geneetilised muutused võivad põhjustada defekte, bakterite LPS-i "lühenemist" ja selle tagajärjel ilmuda R-vormide "krobelisi" kolooniaid.
Välismembraani maatriksvalgud läbivad seda nii, et valgumolekulid, mida nimetatakse poriinideks, piirnevad hüdrofiilsete pooridega, millest vesi ja väikesed hüdrofiilsed molekulid, mille suhteline mass on kuni 700 Da, läbivad.
Välimise ja tsütoplasmaatilise membraani vahel on periplasmaatiline ruum ehk periplasma, mis sisaldab ensüüme (proteaase, lipaase, fosfataase,
nukleaasid, beetalaktamaasid), samuti transpordisüsteemide komponente.
Kui bakteriraku seina süntees on lüsosüümi, penitsilliini, keha kaitsefaktorite ja teiste ühendite mõjul häiritud, moodustuvad muutunud (sageli sfäärilise) kujuga rakud: protoplastid on bakterid, millel puudub rakusein; sferoplastid on osaliselt säilinud rakuseinaga bakterid. Pärast rakuseina inhibiitori eemaldamist võivad sellised muutunud bakterid pöörduda, see tähendab omandada täis rakuseina ja taastada oma esialgne kuju.
Sfäärilise või protoplasti tüüpi baktereid, mis on antibiootikumide või muude tegurite mõjul kaotanud võime sünteesida peptidoglükaani ja on võimelised paljunema, nimetatakse L-vormideks (D. Listeri instituudi nimest, kus neid esmakordselt uuriti) ). L-vormid võivad tekkida ka mutatsioonide tagajärjel. Nad on osmootselt tundlikud, sfäärilised, erineva suurusega kolbikujulised rakud, sealhulgas need, mis läbivad bakterifiltreid. Mõned L-vormid (ebastabiilsed) võivad pärast bakterite muutusi põhjustanud teguri eemaldamist pöörduda tagasi, "naastes" algsesse bakteriraku. L-vormid võivad moodustada paljusid nakkushaiguste patogeene.
Tsütoplasmaatilised membraanid anaülipeente lõikude elektronmikroskoopias on see kolmekihiline membraan (2 tumedat kihti, mille paksus on 2,5 nm, eraldatakse heleda vaheühendiga). Struktuurilt (vt joonised 2.5 ja 2.6) sarnaneb see loomarakkude plasmalemmaga ja koosneb topeltkihist lipiididest, peamiselt fosfolipiididest, sisseehitatud pinna ja integreeritud valkudega, justkui tungiks läbi membraanistruktuuri. Mõned neist on ainete transpordiga seotud permeaasid.
Tsütoplasmaatiline membraan on liikuvate komponentidega dünaamiline struktuur, seetõttu esitatakse see liikuva vedeliku struktuurina. See ümbritseb bakterite tsütoplasma välimist osa ja osaleb osmootse rõhu reguleerimises
ainevahetus ja raku energiavahetus (elektronide transpordiahela ensüümide, adenosiini trifosfataasi jms tõttu).
Liigse kasvu korral (võrreldes rakuseina kasvuga) moodustab tsütoplasmaatiline membraan invaginaate - invaginatsioone keerukalt keerdunud membraanistruktuuride kujul, mida nimetatakse mesosoomideks. Vähem keerukalt keerdunud struktuure nimetatakse intratsütoplasmaatilisteks membraanideks. Mesosoomide ja intratsütoplasmaatiliste membraanide rolli ei mõisteta täielikult. Eeldatakse isegi, et need on artefakt, mis tekib pärast elektronmikroskoopia preparaadi ettevalmistamist (fikseerimist). Sellegipoolest arvatakse, et tsütoplasmaatilise membraani derivaadid osalevad rakkude jagunemises, pakkudes energiat rakuseina sünteesiks, osalevad ainete sekretsioonis, sporulatsioonis, see tähendab protsessides, kus energiatarbimine on suur.
Tsütoplasma hõivab suurema osa bakterirakkudest ja koosneb lahustuvatest valkudest, ribonukleiinhapetest, lisanditest ja paljudest väikestest graanulitest - ribosoomidest, mis vastutavad valkude sünteesi (translatsiooni) eest.
Bakteriaalsete ribosoomide suurus on umbes 20 nm ja settimiskoefitsient 70S, erinevalt eukarüootsetele rakkudele iseloomulikest SOS ribosoomidest. Seetõttu pärsivad mõned antibiootikumid bakterite ribosoomidega seondumisel bakterite valkude sünteesi, mõjutamata eukarüootsete rakkude valkude sünteesi. Bakteriaalsed ribosoomid võivad dissotsieeruda kaheks alaühikuks - 50S ja 30S. Ribosomaalsed RNA -d (rRNA -d) on bakterite konservatiivsed elemendid (evolutsiooni "molekulaarne kell"). 16S rRNA on osa ribosoomide väikesest subühikust ja 23S rRNA on osa ribosoomide suurest subühikust. 16S rRNA uurimine on genosüstemaatika alus, mis võimaldab hinnata organismide suguluse astet.
Tsütoplasma sisaldab erinevaid lisandeid glükogeeni, polüsahhariidide, beeta-hüdroksüvõihappe ja polüfosfaatide (volutiin) graanulite kujul. Need kogunevad, kui keskkonnas on toitaineid üle ja
mängivad toitumiseks ja energiavajadusteks vajalike varuainete rolli.
Volutiinil on afiinsus põhiliste värvainete suhtes ja seda on lihtne tuvastada, kasutades spetsiaalseid värvimismeetodeid (näiteks Neisseri sõnul) metakromaatiliste graanulite kujul. Toluidiinsinise või metüleensinise värviga on volutiin punakasvioletne ja bakteri tsütoplasma sinine. Volutiini graanulite iseloomulik paigutus ilmneb difteeriabatsillis intensiivselt värvuvate rakupostide kujul. Volutiini metakromaatiline värv on seotud polümeriseeritud anorgaanilise polüfosfaadi suure sisaldusega. Elektronmikroskoopias näevad need välja nagu elektrontihedad graanulid suurusega 0,1-1,0 mikronit.
Nukleoid- bakterite tuuma ekvivalent. See asub kaheahelalise DNA kujul bakterite keskmises tsoonis, suletud rõngasse ja tihedalt pakitud nagu pall. Bakterite tuumal, erinevalt eukarüootidest, puudub tuumaümbris, tuum ja põhilised valgud (histoonid). Tavaliselt sisaldab bakterirakk ühte kromosoomi, mida esindab suletud ringiga DNA molekul. Kui jagunemine on häiritud, võib selles koonduda 4 või enam kromosoomi. Nukleoid tuvastatakse valgusmikroskoobis pärast värvimist DNA-spetsiifiliste meetoditega: Fehlgeni või Romanovski-Giemsa järgi. Bakterite ülipeente osade elektronide difraktsioonimustritel on nukleoidil heledad tsoonid, millel on DNA fibrillaarsed ja niitjad struktuurid, mis on teatud piirkondadega ühendatud
tsütoplasmaatiline membraan või meso-
minu kaasatud kromosoomide replikatsiooni (vt joonised 2.5 ja 2.6).
Lisaks nukleoidile, mida esindab üks
kromosoomi, mida bakterirakk sisaldab
mittekromosomaalsed pärilikkuse tegurid -
plasmiidid (vt punkt 5.1.2.), mis esindavad
on kovalentselt suletud DNA -rõngad.
Kapsel, mikrokapsel, lima ... Kapsel-
limaskestade struktuur paksusega üle 0,2 mikroni, mis on kindlalt seotud bakterite rakuseinaga ja millel on selgelt määratletud välispiirid. Kapsel on määrdumisjälgede poolest eristatav patoloogilisest materjalist. Puhtates bakterikultuurides moodustub kapsel
harvem. Seda tuvastatakse Burri-Gins'i järgi spetsiaalsete määrde värvimise meetoditega, mis loovad kapsli ainete negatiivse kontrasti: ripsmetušš loob kapsli ümber tumeda tausta.
Kapsel koosneb polüsahhariididest (ökosopolüsahhariididest), mõnikord polüpeptiididest; näiteks siberi katku batsillis koosneb see D-glutamiinhappe polümeeridest. Kapsel on hüdrofiilne ja sisaldab suures koguses vett. See hoiab ära bakteriaalse fagotsütoosi. Antigeeni kapsel: seda põhjustavad kapsli vastased antikehad suurenenud (reaktsioon paistes ja mina kapsel ly).
Paljud bakterid moodustavad mikrokapsli - limaskesta, mille paksus on alla 0,2 mikroni, tuvastatakse ainult elektronmikroskoopia abil. Kapslist tuleks eristada lima - limaskestade eksopolüsahhariide, millel pole selgeid välispiire. Lima on vees lahustuv.
Mukoidsed eksopolüsahhariidid on iseloomulikud Pseudomonas aeruginosa limaskestade tüvedele, mida leidub sageli tsüstilise fibroosiga patsientide rögas. Bakteriaalsed eksopolüsahhariidid osalevad adhesioonis (nakkumine substraatidega); neid nimetatakse ka glüko-
tuppleht. Lisaks eksopolüsahhariidide sünteesile bakterite poolt on nende moodustamiseks veel üks mehhanism: bakterite rakuväliste ensüümide toimel disahhariididele. Selle tulemusena moodustuvad dekstraanid ja levanid.
Kapsel ja lima kaitsevad baktereid kahjustuste eest, kuivavad, kuna kuna need on hüdrofiilsed, seovad nad vett hästi, takistavad makroorganismi ja bakteriofaagide kaitsvate tegurite toimet.
Flagella bakterid määravad bakteriraku liikuvuse. Flagella on õhuke kiud, mis pärineb tsütoplasma membraanist ja on pikem kui rakk ise (joonis 2.7). Flagella paksus 12-20 nm, pikkus 3-15 mikronit. Need koosnevad 3 osast: spiraalniit, konks ja basaalkeha, mis sisaldab spetsiaalsete ketastega varda (1 paar kettaid grampositiivsetele bakteritele ja 2 paari gramnegatiivsete bakterite jaoks). Lipukesed on kinnitatud ketastega tsütoplasmaatilise membraani ja rakuseina külge. See tekitab vardaga elektrimootori efekti - rootor, mis pöörab flagellumit. Prootonipotentsiaalide erinevust tsütoplasmaatilises membraanis kasutatakse energiaallikana. Pöörlemismehhanismi tagab prooton ATP süntetaas. Flagellumi pöörlemiskiirus võib ulatuda 100 r / s. Kui bakteril on mitu lipukest, hakkavad nad sünkroonselt pöörlema, põimudes ühte kimpu, moodustades omamoodi propelleri.
Flagella koosneb valgust - flagelliinist (pärit. flagellum - flagellum), mis on antigeen-nn H-antigeen. Flagellini allüksused on keerdunud spiraalselt.
Flagellade arv erinevate liikide bakterites varieerub ühest (monotrichous) Vibrio cholerae'st kuni kümnete ja sadadeni, mis ulatuvad piki bakteri perimeetrit (peritrichus), E. coli, Proteus jt. lahtri ühes otsas. Amphitrichidel on raku vastassuunas üks lipuke või lipukimp.
Flagella tuvastatakse raskmetallidega pihustatud preparaatide elektronmikroskoopia abil või valgusmikroskoobis pärast töötlemist spetsiaalsete meetoditega, mis põhinevad erinevate söövitamisel ja adsorptsioonil
ained, mis põhjustavad lipukese paksuse suurenemist (näiteks pärast hõbetamist).
Villi ehk jõi(fimbria) - niitjad moodustised (joonis 2.7), õhemad ja lühemad (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikronit) kui flagella. Koored ulatuvad raku pinnalt ja koosnevad piliinvalgust. Neil on antigeenne toime. Eristage tablette, mis vastutavad nakkumise eest, st bakterite kinnitumise eest kahjustatud rakku, samuti tablette, mis vastutavad toitumise, vee-soola ainevahetuse ja soo (F-jood) või konjugatsiooni eest.
Tavaliselt jõid nad suures koguses - mitusada puuri kohta. Kuid tavaliselt on tal raku kohta 1-3 seksisaega: need moodustavad nn "isased" doonorrakud, mis sisaldavad ülekantavaid plasmiide (F-, R-, Col-plasmiidid). Suguelundite pili eripäraks on nende koostoime spetsiaalsete "isaste" kerakujuliste bakteriofaagidega, mis on intensiivselt adsorbeeritud suguelundite piludele (joonis 2.7).
Vaidlused- uinuvate bakterite omapärane vorm, millel on grampositiivne rakuseina struktuur (joonis 2.8).
Eosed tekivad bakterite olemasolu jaoks ebasoodsates tingimustes (kuivamine, toitumisvaegus jne). Bakteriraku sees moodustub üks eos (endospoor). Eoste moodustumine aitab kaasa liigi säilimisele ega ole paljunemisvahend, nagu seente puhul.
Perekonna eoseid moodustavad bakterid Bacillus, kl mille eose suurus ei ületa raku läbimõõtu, nimetatakse batsillideks. Eoseid moodustavaid baktereid, mille eose suurus ületab raku läbimõõdu, mistõttu nad võtavad spindli kuju, nimetatakse klostriidiateks, näiteks perekonna bakteriteks Clostridium (lat. Clostridium - spindel). Eosed on happekindlad, seetõttu värvitakse need Aujeszky meetodi või Ziehl-Nelseni meetodi järgi punasega ja vegetatiivne rakk sinisega.
Eoste moodustumine, eoste kuju ja asukoht rakus (vegetatiivne) on bakterite spetsiifiline omadus, mis võimaldab neid üksteisest eristada. Eoste kuju võib olla ovaalne, sfääriline; asukoht rakus on terminaalne, see tähendab batsilli lõpus (teetanuse tekitajas), subtermaalne - batsilli lõppu lähemal (botulismi, gaasgangreeni tekitajates) ja siberi katku keskosas batsillid).
Protsess eostumine(sporulatsioon) läbib mitmeid etappe, mille käigus eraldatakse osa tsütoplasmast ja bakteriaalse vegetatiivse raku kromosoomist, ümbritsetud sissekasvanud tsütoplasmaatilise membraaniga - moodustub prospor. Prospor on ümbritsetud kahe tsütoplasmaatilise membraaniga, mille vahel moodustub ajukoore (ajukoore) paks muutunud peptidoglükaanikiht. Seestpoolt puutub see kokku eose rakuseinaga ja väljastpoolt - eose sisemise kestaga. Eose väliskesta moodustab vegetatiivne rakk. Mõne bakteri eostel on täiendav kate - eksospoorium. Seega moodustub mitmekihiline halvasti läbilaskev kest. Eoste moodustumisega kaasneb eoste intensiivne tarbimine ja seejärel dipikoliinhappe ja kaltsiumiioonide eose moodustav kest. Vaidlus omandab kuumuskindlus, mis on seotud kaltsiumdipikolinaadi sisaldusega selles.
Eosed võivad püsida pikka aega mitmekihilise kesta, kaltsiumdipikolinaadi, madala veesisalduse ja aeglaste ainevahetusprotsesside tõttu. Näiteks mullas võivad siberi katku ja teetanuse tekitajad püsida aastakümneid.
Soodsates tingimustes idanevad eosed, läbides kolm järjestikust etappi:
aktiveerimine, initsiatsioon, kasv. Sel juhul moodustub ühest eosest üks bakter. Aktiveerimine on valmisolek idanema. Temperatuuril 60-80 ° C aktiveeritakse eos idanemiseks. Idanemise algatamine võtab mitu minutit. Võrsumisjärku iseloomustab kiire kasv, millega kaasneb kesta hävitamine ja seemiku tekkimine.
Mikrobioloogia uurib väikseimate mikroorganismide ehk mikroorganismide struktuuri, elutegevust, elutingimusi ja arengut.
"Nähtamatud, nad saadavad inimest pidevalt, tungides tema ellu kas sõprade või vaenlastena," ütles akadeemik V. L. Omelyanskiy. Mikroobid on tõepoolest kõikjal: õhus, vees ja mullas, inimestel ja loomadel. Need võivad olla kasulikud ja neid kasutatakse paljude toitude valmistamisel. Need võivad olla kahjulikud, põhjustada inimeste haigusi, toidu riknemist jne.
Mikroobid avastas hollandlane A. Leeuwenhoek (1632-1723) 17. sajandi lõpus, kui ta tegi esimesed läätsed, mille suurendus oli 200 või enam korda. Mikrokosmos, mida ta nägi, hämmastas teda, kirjeldas ja visandas Levenguk erinevatelt objektidelt leitud mikroorganisme. Ta pani aluse uue teaduse kirjeldavale olemusele. Louis Pasteuri (1822-1895) avastused tõestasid, et mikroorganismid erinevad mitte ainult kuju ja struktuuri, vaid ka elutähtsate funktsioonide poolest. Pasteur leidis, et pärm põhjustab alkohoolset käärimist ja mõned mikroobid on võimelised põhjustama inimeste ja loomade nakkushaigusi. Pasteur läks ajalukku marutaudi ja siberi katku vastase vaktsineerimise leiutajana. Maailmakuulus panus mikrobioloogiasse R. Koch (1843-1910)-avastas tuberkuloosi ja koolera tekitajad, II Mechnikov (1845-1916)-töötas välja fagotsüütilise immuunsuse teooria, viroloogia asutaja DI Ivanovski (1864-1920) , N. F. Gamaley (1859-1940) ja paljud teised teadlased.
Mikroobid - need on väikseimad, valdavalt üherakulised elusorganismid, mis on nähtavad ainult mikroskoobi kaudu. Mikroorganismide suurust mõõdetakse mikromeetrites - mikronites (1/1000 mm) ja nanomeetrites - nm (1/1000 mikronit).
Mikroobe iseloomustab tohutult palju liike, mis erinevad struktuuri, omaduste ja võime poolest eksisteerida erinevates keskkonnatingimustes. Nad võivad olla üherakuline, mitmerakuline ja mitterakuline.
Mikroobid jagunevad bakteriteks, viirusteks ja faagideks, seenteks, pärmideks. Eraldi eristatakse bakterite sorte - riketsia, mükoplasma, erirühm koosneb algloomadest (algloomad).
Bakterid- valdavalt üherakulised mikroorganismid, mille suurus ulatub kümnendikust mikromeetrist, näiteks mükoplasma, mitme mikromeetrini ja spirokeetides - kuni 500 mikronit.
Baktereid on kolm peamist vormi - sfäärilised (kookid), vardakujulised (batsillid jne), keerdunud (vibriod, spirochetes, spirilla) (joonis 1).
Globulaarsed bakterid (kookid) on tavaliselt pallikujulised, kuid võivad olla veidi ovaalsed või oakujulised. Koktsid võivad paikneda ükshaaval (mikrokokid); paarikaupa (diplokokid); ahelate (streptokokkide) või viinamarjakobarate (stafülokokid) kujul, pakendis (sarkiinid). Streptokokid võivad põhjustada kurguvalu ja erüsipeleid, stafülokokke - mitmesuguseid põletikulisi ja mädaseid protsesse.
Riis. 1. Bakterite vormid: 1 - mikrokokid; 2 - streptokokid; 3 - sardiinid; 4 - pulgad ilma eosteta; 5 - eostega pulgad (batsillid); 6 - vibrid; 7- spiroheedid; 8 - spirilla (koos flagellaga); stafülokokid
Vardakujulised bakterid Kõige tavalisem. Vardad võivad olla üksikud, ühendatud paarikaupa (diplobakterid) või ahelatena (streptobakterid). Kolibakterite hulka kuuluvad E. coli, salmonelloosi, düsenteeria, kõhutüüfuse, tuberkuloosi jne tekitajad. Mõnel vardakujulisel bakteril on võime tekkida ebasoodsates tingimustes vaidlusi. Eoseid moodustavaid vardaid nimetatakse batsillid. Spindlikujulisi batsilli nimetatakse klostriidid.
Eoste moodustamine on keeruline protsess. Eosed erinevad oluliselt tavalistest bakterirakkudest. Neil on tihe kest ja väga väike kogus vett, nad ei vaja toitaineid ja paljunemine peatub täielikult. Eosed taluvad pikka aega kuivamist, kõrgeid ja madalaid temperatuure ning võivad olla elujõulises seisundis kümneid ja sadu aastaid (siberi katku eosed, botulism, teetanus jne). Soodsasse keskkonda sattudes eosed idanevad, st muutuvad tavaliseks vegetatiivseks paljunemisvormiks.
Kumerad bakterid võib olla koma kujul - vibrios, mitme lokiga - spirilla, õhukese keerutatud pulga kujul - spirochetes. Vibriooside hulka kuulub koolera põhjustaja ja süüfilise tekitaja on spirokeet.
Bakteriaalne rakk on rakusein (membraan), mis on sageli limaga kaetud. Lima moodustab sageli kapsli. Raku (tsütoplasma) sisu eraldab rakumembraan membraanist. Tsütoplasma on kolloidses olekus läbipaistev valgumass. Tsütoplasmas on ribosoomid, DNA molekulidega tuumaaparaat, mitmesugused reservtoitainete (glükogeen, rasv jne) lisamised.
Mükoplasmad - rakuseina puuduvad bakterid, mille arenguks on vaja pärmis sisalduvaid kasvufaktoreid.
Mõned bakterid võivad liikuda. Liikumine toimub flagella abil - erineva pikkusega õhukesed niidid, tehes pöörlevaid liigutusi. Flagella võib olla ühe pika hõõgniidi või kimbu kujul, see võib paikneda kogu bakteri pinnal. Paljudel vardakujulistel bakteritel ja peaaegu kõigil kõveratel bakteritel on flagella. Sfäärilistel bakteritel reeglina ei ole lipukesi, nad on liikumatud.
Bakterid paljunevad, jagades kaheks. Jagunemissagedus võib olla väga kõrge (iga 15-20 minuti järel), samas kui bakterite arv suureneb kiiresti. Seda kiiret jagunemist täheldatakse toiduainetes ja muudes toitainerikastes substraatides.
Viirused- eriline mikroorganismide rühm, millel puudub rakuline struktuur. Viirusi mõõdetakse nanomeetrites (8-150 nm), nii et neid saab näha ainult elektronmikroskoobiga. Mõned viirused koosnevad ainult valkudest ja ühest nukleiinhappest (DNA või RNA).
Viirused põhjustavad selliseid tavalisi inimeste haigusi nagu gripp, viirushepatiit, leetrid, aga ka loomahaigused - suu- ja sõrataud, loomakatk ja paljud teised.
Bakterite viirusi nimetatakse bakteriofaagid, seenviirused - mükofaag jne Bakteriofaage leidub kõikjal, kus on mikroorganisme. Faagid põhjustavad mikroobirakkude surma ja neid saab kasutada teatud nakkushaiguste raviks ja ennetamiseks.
Seened on spetsiaalsed taimeorganismid, mis ei sisalda klorofülli ega sünteesi orgaanilisi aineid, kuid vajavad valmis orgaanilisi aineid. Seetõttu arenevad seened mitmesugustel toitaineid sisaldavatel substraatidel. Mõned seened on võimelised põhjustama taimede (vähk ja kartuli hilinenud lehed jne), putukate, loomade ja inimeste haigusi.
Seenerakud erinevad bakterirakkudest tuumade ja vakuoolide olemasolu poolest ning on sarnased taimerakkudega. Enamasti on need pikkade ja hargnevate või põimuvate niitide kujul - hüpad. Hüüfidest see moodustub seeneniidistik, või seeneniidistik. Seeneniidistik võib koosneda ühe või mitme tuumaga rakkudest või olla mitterakuline, esindades ühte hiiglaslikku mitmetuumalist rakku. Seeneniidistikul arenevad viljakehad. Mõnede seente keha võib koosneda üksikutest rakkudest, ilma seeneniidistikku (pärm jne) moodustamata.
Seened võivad paljuneda erineval viisil, sealhulgas hüfaatide jagunemise tulemusena vegetatiivselt. Enamik seeni paljunevad aseksuaalselt ja seksuaalselt spetsiaalsete paljunemisrakkude moodustumise kaudu - vaidlus. Vaidlused suudavad reeglina väliskeskkonnas pikka aega püsida. Küpsenud eoseid saab transportida märkimisväärsete vahemaade taha. Toitainekeskkonda sattudes arenevad eosed kiiresti hüüfideks.
Laialdast seente rühma esindavad hallitusseened (joonis 2). Looduses laialt levinud võivad nad toidul kasvada, moodustades erinevat värvi hästi nähtavad tahvlid. Toidu riknemise põhjuseks on sageli limaskestad, mis moodustavad koheva valge või halli massi. Rhizopus mucor seen põhjustab köögiviljade ja marjade "pehmet mädanemist" ning Botrytis seen katab ja pehmendab õunu, pirne ja marju. Perekonna peniiillium seened võivad olla toidus hallituse tekitajad.
Teatud tüüpi seened võivad mitte ainult põhjustada toidu riknemist, vaid toota ka inimestele mürgiseid aineid - mükotoksiine. Nende hulka kuuluvad teatud tüüpi seened perekonnast Aspergillus, perekond Fusarium jne.
Teatud tüüpi seente kasulikke omadusi kasutatakse toidu- ja ravimitööstuses ning muudes tööstusharudes. Näiteks perekonna peniillium seeni kasutatakse penitsilliini antibiootikumi saamiseks ja juustude (Roquefort ja Camembert) tootmisel kasutatakse perekonna Aspergillus seeni sidrunhappe ja paljude ensüümpreparaatide tootmisel.
Actinomycetes- mikroorganismid, millel on nii bakterite kui ka seente tunnused. Oma ülesehituse ja biokeemiliste omaduste poolest sarnanevad aktinomütseedid bakteritega ning paljunemise, hüpfaatide ja seeneniidistiku moodustamise võime poolest sarnanevad seentega.
Riis. 2. Vormide tüübid: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - limaskest.
Pärm- üherakulised liikumatud mikroorganismid, mille suurus ei ületa 10-15 mikronit. Pärmiraku kuju on sagedamini ümmargune või ovaalne, harvem vardakujuline, sirp- või sidrunitaoline. Pärmirakud on struktuurilt sarnased seentega, neil on ka tuum ja vakuoolid. Pärm levib tärkamise, jagunemise või eoste kaudu.
Pärm on looduses laialt levinud, seda leidub mullas ja taimedes, toidus ja mitmesugustes suhkrut sisaldavates tööstusjäätmetes. Pärmi teke toidus võib selle käärimise või hapendamise teel rikkuda. Mõnel pärmil on võime muuta suhkur etüülalkoholiks ja süsinikdioksiidiks. Seda protsessi nimetatakse alkohoolseks kääritamiseks ja seda kasutatakse laialdaselt toidu- ja veinitööstuses.
Mõned Candida pärmi tüübid põhjustavad inimeste haigusi - kandidoosi.
TEEMA 2
MIKROORGANISMID
2.1. Mikroorganismide morfoloogia
Mikroorganismide morfoloogia uurimine on võimatu ilma suurendusseadmeteta - mikroskoobid. Esimese suurendusseadme valmistas 1608. aastal Itaalia teadlane G. Galileo, kes valmistas pika toru (nagu moodne teleskoop), mille sees oli kaks suurendusklaasi, ja vaatas sellega kaugeid objekte. Siis täiustas ta seda seadet ja tegi 1610. aastal esimese "mikroskoobi", millega ta vaatas väikseid esemeid.
1625. aastal nimetas saksa teadlane Johann Faber Galileo teist seadet mikroskoobiks.
Aastal 1665 täiustas inglise teadlane Robert Hooke mikroskoopi, lisades sinna kolmanda kogumisläätse.
Aastal 1667 valmistas Itaalia teadlane Eustachius Davini teise läätse okulaari, mille tulemuseks oli tasane nähtav väli.
1715. aastal kasutas saksa teadlane Gertel esmalt valgustava peegli abil värvilisi kihte objekti ja läätse suunas.
1850. aastal lõi itaalia teadlane D. Amiga keelekümblusmikroskoobi ja kasutas veekümblust ning 1878. aastal tegi inglise teadlane V. Stephansson ettepaneku sukelduda õlisse.
1886 Saksa teadlane F. Ebner tegi tumeda välja mikroskoobi.
1908. aastal lõid saksa teadlased A. Köhler ja G. Zidontonf luminestsentsmikroskoobi.
1930. aastal lõid E. Ruska, M. Knoll ja B, Borrie esimese elektronmikroskoobi.
2.1.2 Bakterite morfoloogia ja struktuur
Bakterite kuju ja suurus
Välise kuju järgi võib bakterid jagada mitmeks rühmaks: sfäärilised (sfäärilised), vardakujulised, keerdunud, vibriod, rõngakujulised, (toroidid) kuusnurkse tähe kujul, bakterid, mis moodustavad väljakasvu (väljaulatuvad osad), uss -kujulised ja hargnenud bakterid. Kuid enamik teadaolevatest bakteritest on sfäärilised, vardakujulised ja kortsutatud.
Sfääriliste bakterite või kookide läbimõõt on 1-2 mikronit (mikromeeter). Sõltuvalt rakkude asukohast pärast jagamist jagatakse need mitmeks rühmaks. Kui pärast jagunemist on rakud paigutatud ükshaaval, siis nimetatakse neid monokokkideks või mikrokokkideks. Kui jagunemine toimub ühel tasapinnal ja rakud ei eraldu, vaid jäävad kaheks ühendatuks, siis nimetatakse neid diplokokkideks. Kui pärast sellist jagunemist rakud ei eraldu ja moodustavad erineva pikkusega ahelaid, nimetatakse neid streptokokkideks. Kookide jagamine kaheks vastastikku risti olevaks pritsmeks põhjustab nelja tetrakokkraku vormide moodustumist. Kookide samaaegsel jagunemisel kolmeks vastastikku risti asetsevaks tasapinnaks moodustuvad kaheksast rakust koosnevad paketid kuubiku kujul. Sellist kookide kogunemist nimetatakse sartsiiniks. Kui kookid jagunevad ebaühtlaselt mitmele tasapinnale, ilmuvad rakkude kobarad, mis meenutavad viinamarjakobaraid. Need on stafülokokid.
Kokkide hulgas on ebakorrapäraselt ümmarguse raku kujuga esindajaid. Nende hulka kuuluvad pneumokokid, meningokokid ja gonokokid. Pneumokokkide vorm on ovaalne, meenutab küünlaleeki, rakud on paarikaupa ühendatud laiade alustega. Meningokokid ja gonokokid on kujundatud ubade või kohviubadena, rakud on ühendatud kahest nõgusast küljest.
Kokkivormid, välja arvatud Sarsina ureae (uriinisarcinum), ei moodusta eoseid, on liikumatud ja looduses laialt levinud. Paljud kookid on põletikuliste protsesside patogeensed patogeenid, näiteks pneumokokid, meningokokid, püogeensed streptokokid ja stafülokokid; teised on mittepatogeensed piimhappe kääritamise põhjustajad, näiteks Streptococcus lactis, Str.cremoris; mõnda neist kasutatakse tootmises dekstraani, Leuconostos mesenteroides'i plasmaasendaja biosünteesiks.
Väikseimad bakterid on mükoplasmasse kuuluvate sfääriliste vormide hulgas. Mükoplasmad koos
raku läbimõõt 0,12-0,15 mikronit.
Kõige arvukam bakterite rühm kuulub vardakujulistesse vormidesse. Rakud on silindrikujulised, nende otsad võivad olla ümarad või lõigatud, sirged ja kumerad. Seal on lühikesed ja pikad pulgad, paksud ja õhukesed pulgad. Batsillilaadsete bakterite suurus on mõnest kümnendikust mikronist kuni 100 ja rohkem. Lühikeste varraste puhul ei ole joonte pikkus lahtri läbimõõdust palju pikem, nii et mõnikord on neid kokkidest üsna raske eristada.
Mõnedes bakterites ühinevad vardakujulised rakud pikkadeks kiududeks, moodustades nn filamentsed vormid. Need mitmerakulised niitjad vormid hõlmavad mõningaid raudbaktereid ja värvituid väävlibaktereid. Väävelbakterite Beggiatoa mirabilis hõõgniidi pikkus ulatub 1 cm või rohkem. Teda peetakse bakterite seas hiiglaseks.
Sporuleerimisvõime järgi jagatakse vardakujulised vormid kahte rühma: bakterid ja batsillid. Rakke, mis ei moodusta eoseid, nimetatakse bakteriteks. Need asuvad tavaliselt üksikult. Valdaval enamusel on need väikesed pulgad, mis kuuluvad perekondadesse Bacterium ja Pseudomonas. Eoseid moodustavaid vardakujulisi vorme nimetatakse batsillideks (Bacillus). Need erinevad rakkude kuju poolest eoste suuruse ja asukoha tõttu.
Kui eos asub raku keskel ja selle läbimõõt ei ületa raku läbimõõtu, siis nimetatakse seda tüüpi tegelikuks batsilliks; kui eose läbimõõt ületab raku läbimõõdu, siis kui eos asub raku keskel, on see fusiformne paksenemine ja seda nimetatakse klostridiumiks (näiteks Clostridium pasterianum) ja kui eos asub lõpus on see trummipulga või tennise reketi kujul ja seda nimetatakse plectridiumiks. Eoseid kandvad vormid moodustavad pikki rakuahelaid, nn streptobatsilli (näiteks Bacillus mycoides).
Spiraalsed mikroorganismid erinevad pöörete arvu poolest. Kui bakteritel on mitme suure lokiga rakke, siis nimetatakse neid spirilladeks. Paljude väikeste spiraalipööretega rakke nimetatakse spirokeetideks. Poolkuu kujul kõverdunud või hõivatud baktereid nimetatakse vibrodeks. Enamikku keerdunud vorme esindavad trefoil liigid (näiteks süüfilise tekitaja Vibrio cholerae). Nende hulgas on mullas ja vees elavaid saprofüüte. Gofreeritud vormid on väga erineva suurusega-alates väikestest 1,5-2,0 mikronist (vibrios) kuni väga suurte 2-3 x 15-20 mikroniteni (näiteks Spirillum volutans). Prokarüootide hulgas on organisme, mis erinevad ülalkirjeldatud põhivormidest. Mõned bakterid on rõngakujulised, suletud või avatud, olenevalt kasvustaadiumist (näiteks perekonna Microcyclus bakterid). Tehti ettepanek nimetada selliseid rakke theroidideks.
Bakterites, mis paljunevad peamiselt tärkamise teel, kirjeldatakse rakkude väljakasvude teket, mille arv võib olla vahemikus 1 kuni 8 või rohkem. Kasvu moodustavaid baktereid nimetatakse proteesideks.
Looduslikest substraatidest eraldati ussikujulised bakterid (pikad painutatud, väga õhukeste otstega rakud), mis sarnanesid välimuselt tavalise kuusnurkse tähega.
Mõnda prokarüootide rühma iseloomustab nõrk hargnemine, näiteks müko- ja propioonbakterites. Mõnel bakteril on selgelt määratletud hargnemine. Neid nimetatakse aktinomütseetideks (streptomütseedid).
Kirjeldatakse morfoloogilise varieeruvusega (bremorfismi) baktereid, näiteks korünebakterite rühma kuuluvad bakterid võivad olenevalt tingimustest olla vardade, kookide või nõrgalt hargnevate vormide kujul.
Prokarüootide (bakterite) raku kuju määrab jäik (jäik) rakusein. Just viimane annab rakule kindla, pärilikult fikseeritud välise vormi. Paljudes bakterites (näiteks spirokeetides, müksobakterites ja fleksibakterites) on rakusein pigem elastne, mistõttu on nad võimelised teatud piirides, näiteks voltides, rakkude kuju vähendama. Lõpuks on teada bakterid, mille rakusein puudub täielikult. Need on mükoplasmad ja L-vormid. Mükoplasmad eksisteerivad looduses ja on enamasti inimestele ja loomadele patogeensed. L - vormid saadakse eksperimentaalselt kemikaalide toimel, mis hävitavad bakteriraku seina või pärsivad rakuseina komponentide sünteesi. Neid baktereid iseloomustab väljendunud bremorfism.
Väljaspool tsütoplasmaatilist membraani (rakusein, kapsel, limaskest, lipukesed, villid) paiknevaid struktuure nimetatakse tavaliselt pinnastruktuurideks või bakterimembraanideks. Tsütoplasmaatilist membraani koos tsütoplasmaga nimetatakse protoplastiks. Vaatleme kõigepealt rakupinna struktuuride struktuuri, keemilist koostist ja funktsioone.
Flagella... Paljude bakterite rakkude pinnal on struktuurid, mis määravad rakkude liikumisvõime. Need on flagellad. Nende olemasolu, arv, suurus, asukoht on omadused, mis on teatud tüüpi bakterite jaoks konstantsed ja millel on seetõttu oluline taksonoomiline tähendus.
Kui lipukesed on raku poolustel, räägivad nad oma polaarsest asukohast, kui piki raku külgpinda, siis oma külgmisest asukohast. Kui raku ühe pooluse külge on kinnitatud üks lipuke, nimetatakse seda monotriksiks. Kui neid on igal poolusel või lipukimpudel, nimetatakse neid amfitrihhideks (või biopolaarseteks polütrüüsideks). Kui flagella kimp asub raku ühel poolusel -
nimetatakse lofotrihhideks (või monopolaarseteks polütriitideks). Kui kogu raku pinnal paikneb arvukalt lippe, nimetatakse neid peritrichousiks. Flagella paksus 100 - 300 A, pikkus 3 kuni 12 mikronit. Need koosnevad ühte tüüpi valkudest - flagelliinist.
Bakterite liikumine toimub flagella aktiivsete pöörlevate liikumiste tõttu. Mõned bakterid, millel pole lipukest, liiguvad libistades mööda tahket substraati (näiteks mükobakterid, flexibakterid, spiroheedid, tsüanobakterid).
Tuleb märkida, et bakterite liikumise mehhanismid pole veel selgeks tehtud.
Liikuvad bakterid liiguvad aktiivselt ja sihipäraselt. Sellist suunatud bakterite liikumist nimetatakse taksodeks. On teada kemotaksis, aerotaksis ja fototaksis. Bakterite liikumiskiirus on suur - 1 sekundiga suudavad nad läbida 20–50 korda suurema vahemaa kui rakkude pikkus.
Flagella ja villi ei ole kohustuslik rakuline struktuur, kuna ilma nendeta kasvavad ja paljunevad hästi ka bakterid.
Kapslid ja limaskestad... Väljas on bakterite ja tsüanobakterite rakusein sageli ümbritsetud limaskestadega. Sõltuvalt selle paksusest ja konsistentsist eristatakse makro- ja mikrokapsleid. Kapsli all mõeldakse limaskestade moodustumist, mis ümbritseb rakuseina ja millel on selgelt määratletud pind. Kui rakku ümbritseval limaskestal on amorfne, struktuurivaba välimus ja see on kergesti eraldatav prokarüootse raku pinnalt, räägitakse raku ümbritsevast limaskestast. Kapsliga ümbritsetud rakkudest koosnevatel kolooniatel on sile pind. Neid tähistatakse S -kolooniatega (ingliskeelsest sõnast smooth). Kapslivabadest rakkudest moodustatud kolooniad on kareda pinnaga ja neid nimetatakse R -kolooniateks (inglise sõnast kare - kare).
Raku sein... Rakusein on prokarüootse raku oluline ja kohustuslik struktuurielement (välja arvatud mükoplasmad). Rakuseina osakaal prokarüootsetes mikroorganismides moodustab 5 kuni 50% raku kuivainest. See toimib mehaanilise tõkkena protoplasti ja väliskeskkonna vahel ning annab rakkudele teatud kuju. Rakusein kaitseb rakku liigse vee tungimise eest puhtalt mehaaniliste vahenditega.
Rakuseina keemiline koostis ja struktuur on konkreetse liigi puhul konstantsed ja on oluline diagnostiline tunnus. Sõltuvalt rakuseinte struktuurist jagatakse bakterid kahte suurde rühma: grampositiivsed ja gramnegatiivsed. Leiti, et kui mikroorganismide fikseeritud rakke töödeldakse kõigepealt kristallvioletiga ja seejärel joodiga, moodustub värviline kompleks. Järgneva alkoholiga töötlemise korral on kompleksi saatus sõltuvalt rakuseina struktuurist erinev. Gram-positiivsetes bakterites säilitab rakk selle kompleksi ja viimased jäävad plekiliseks, gramnegatiivsetel aga vastupidi, värviline kompleks pestakse rakkudest välja ja need muutuvad värvi. Selle värvimismeetodi pakkus esmakordselt välja 1884. aastal Taani teadlane H. Gram.
Gram-positiivsete ja gramnegatiivsete bakterite rakuseinad erinevad keemilise koostise poolest. Arvatakse, et glükopeptiidid moodustavad jäiga rakuseina karkassi. Gram-positiivsetes bakterites moodustavad nad selle suurema osa (kuni 90%) ja gramnegatiivsetes bakterites on nende sisaldus palju väiksem (5-10%).
Grampositiivsete bakterite rakusein sisaldab glükopeptiide (mureiini kompleksi), polüsahhariide, teikohappeid, lipiide. Gramnegatiivsete bakterite rakusein sisaldab polüsahhariide, lipiide (kuni 90%), valke, lipopolüsahhariide, lipoproteiine ja glükopeptiide. Seetõttu puuduvad gramnegatiivsetes bakterites teikohapped ning puuduvad lipopolüsahhariidid ja lipoproteiinid.
grampositiivsed bakterid.
Tsütoplasmaatiline membraan. Raku sisu eraldatakse rakuseinast tsütoplasmaatilise membraaniga (CPM). CPM -i terviklikkuse rikkumine viib rakkude elujõulisuse kadumiseni. CPM on valgu-lipiidide kompleks, milles valgud moodustavad 50-70%, lipiidid 15-30%. Elektronmikroskoobi all on see nähtav kolmekihilise struktuurina. G. Dawsoni ja D. Danielli pakutud mudeli kohaselt on CPM ehitatud kahest valgukihist, mille vahel on lipiidikiht.
MTC -l on mitmesuguseid funktsioone. Membraanipreparaatidel on ATP-ase aktiivsus, katalüüsivad rakuseina ja limaskesta moodustavate ainete sünteesiprotsesse. Oksüdatiivsed ensüümid paiknevad membraanides. See sisaldab ka ensüüme - permeaase, mis viivad läbi erinevate orgaaniliste ja anorgaaniliste ainete aktiivse kahesuunalise selektiivse ülekande läbi membraani. CPM -i ja rakuseina vahel on tühimik, mida nimetatakse periplasmaatiliseks ruumiks. Selles ruumis toimivad paljud rakuvälised ensüümid.
Tsütoplasma. CPM -iga ümbritsetud rakke nimetatakse tsütoplasmaks. Bakterite tsütoplasma sisaldab tuumamaterjali ja erinevaid lisandeid.
Bakterite tuumamaterjal, mis koosneb DNA -st, paikneb difusiooniliselt tsütoplasma keskosas ja ei ole tsütoplasmast membraaniga piiratud. Seda nimetatakse nukleoidiks.
Tsütoplasmas on membraanistruktuurid - mesosoomid, fotosünteetilistes bakterites - tülokoidid ja kromatofoorid.
Fotosünteetiliste bakterite lokaliseerimise koht on fotosünteetiliste bakterite tülokoidid ja kromatofoorid.
Mesosoomid erinevad raku suuruse, kuju ja asukoha poolest. Mesosoome on kolme peamist tüüpi: lamellne (lamellne), vesikulaarne (vesikulaarne) ja torukujuline (torukujuline). Arvatakse, et nad osalevad rakkude ainevahetuse olulistes protsessides. Bakteriaalsete mesosoomide tegelik funktsioon jääb aga salapäraseks.
Bakteriraku ribosoomid võivad tsütoplasmas vabalt eksisteerida või olla seotud membraanistruktuuridega. Valkude süntees hõlmab ribosomaalseid agregaate, mida nimetatakse polürobosoomideks või polüsoomideks.
Erinevate bakterite tsütoplasmas leidub ka tahkeid, vedelaid, gaasilisi aineid.
2.1.3. Bakterite klassifikatsioon
Praegu on bakterite kuningriik jagatud 4 kategooriasse:
1. Rakuseintega gramnegatiivsed eubakterid;
2. rakuseintega grampositiivsed eubakterid;
3. Eubakterid, millel puuduvad rakuseinad;
4. Arheobakterid.
Esimeses kategoorias on 16 rühma; teises kategoorias on 13 rühma, kolmandas on üks rühm ja neljandas kategoorias on 5 rühma. (lisateavet vt: 1) Bergey's Guide to Bakterid. M.: Mir, 1997, 1. köide, 430 lk; 2) Schlegel. Üldine mikrobioloogia. M.: Mir, 1987, 562 lk.).
Seened on eukarüootsed mikroorganismid. Kõik nad on heterotroofid ja enamasti aeroobsed. Enamiku seente keha koosneb õhukestest niitidest-hüüfidest ja nende moodustatud põimikut nimetatakse seeneniidistikuks või seeneniidistikuks. Mõnede seente hüüfid on geemide poolt jaotatud rakkudeks (vaheseinaks), selliseid seeni nimetatakse mitmerakulisteks. Teiste seente hüüfidel pole vaheseinu - need on üherakulised seened. On ka kerakujulisi või munakujulisi üherakulisi seeni, mida nimetatakse pärmiks.
Seenerakkude struktuur erineb vähe teiste võrdväärsete organismide rakkude struktuurist. Rakud koosnevad rakumembraanist, tsütoplasmast ja ühest, kahest või enamast tuumast. Tsütoplasma sisaldab rakusiseseid organelle, vakuoole ja mitmesuguseid lisandeid. Rakumembraan koosneb rakuseinast ja tsütoplasmaatilisest membraanist.
Kaasaegse süsteemi kohaselt on seente kuningriik jagatud 8 jagunemiseks: 1) Myxomycota rajoon; 2) Plazmodiophoramycota osakond; 3) Oomycota osakond; 4) osakond
Chytridiomycota; 5) Zygomycota osakond; 6) Ascomycota osakond; 7) Basidiomycota osakond; 8) Deuteromycota osakond. Osakonnad jagunevad tellimusteks, tellimused - klassideks, klassid - perekondadeks ja pered - perekondadeks (vt täpsemalt: 1) Garibova L.V., Lekomtseva S.N. Mükoloogia põhitõed. M. 2005; 2) Müller E .; Leffler V. Mükoloogia, Moskva: Mir, 1995).
Kirjandus
1. Gusev MV, Mineeva LA, mikrobioloogia. M. 1978.
2. Korotyaev A.I., Babichev S.A., Medical Microbiology., Peterburi, 1998.
3. Schlegel G. Üldmikrobioloogia. Moskva: Mir, 1987.
4. Daraselia G.Ya. Mikrobioloogia, toiduhügieen ja ohutus, Tbilisi, 2006.
5. Biryuzova V.I. Mikroorganismide membraanistruktuurid. Moskva: Nauka, 1973.
6. Feofilova EP Seente rakusein. Moskva: Nauka, 1983.
