Tavaliselt peetakse silmas üherakulisi organisme, mille suurus ei ületa 0,1 mm. Selle suure rühma esindajatel võib olla erinev rakukorraldus, morfoloogilised tunnused ja metaboolsed võimed, see tähendab, et peamine neid ühendav omadus on suurus. Mõistel "mikroorganism" iseenesest ei ole taksonoomilist tähendust. Mikroobid kuuluvad mitmesugustesse taksonoomilistesse üksustesse ja nende üksuste teised esindajad võivad olla mitmerakulised ja ulatuda suurte mõõtmeteni.
Mikroobide kohta faktilise materjali järkjärgulise kuhjumise tulemusena tekkis vajadus kehtestada nende kirjeldamise ja süstematiseerimise reeglid.
Mikroorganismide klassifikatsiooni iseloomustab järgmiste taksonite esinemine: domeen, varjupaik, klass, järg, perekond, perekond, liik. Mikrobioloogias kasutavad teadlased objekti omaduste binoomsüsteemi, see tähendab, et nomenklatuur sisaldab perekonna ja liikide nimetusi.
Enamikku mikroorganisme iseloomustab äärmiselt primitiivne ja universaalne struktuur, mistõttu ei saa nende jagamist taksoniteks läbi viia ainult morfoloogiliste tunnuste alusel. Kriteeriumidena kasutatakse funktsionaalseid tunnuseid, molekulaarbioloogilisi andmeid ja biokeemiliste protsesside mustreid jne.
Tundmatu mikroorganismi tuvastamiseks viiakse läbi uuringud järgmiste omaduste uurimiseks:
Prokarüootidega seotud mikroorganismide süstemaatika ja klassifitseerimine toimub Bergey's Guide to the Systematics of Bacteria abil. Ja tuvastamine toimub Burgey determinandi abil.
Organismi taksonoomilise kuuluvuse määramiseks kasutatakse mitmeid mikroorganismide klassifitseerimise meetodeid.
Formaalse numbrilise klassifikatsiooni korral peetakse kõiki tunnuseid võrdselt olulisteks. See tähendab, et võetakse arvesse konkreetse tunnuse olemasolu või puudumist.
Morfofüsioloogiline klassifikatsioon hõlmab metaboolsete protsesside morfoloogiliste omaduste ja tunnuste kogu uurimist. Sel juhul omistatakse sellele objekti konkreetse omaduse tähendus ja tähendus. Mikroorganismi paigutamine ühte või teise ja nime andmine oleneb eelkõige rakulise organiseerituse tüübist, rakkude ja kolooniate morfoloogiast, aga ka kasvu iseloomust.
Funktsionaalsete omaduste arvestamine annab võimaluse kasutada erinevaid toitaineid mikroorganismide poolt. Samuti on oluline sõltuvus keskkonna teatud füüsikalistest ja keemilistest teguritest ning eelkõige energia saamise viisidest. On mikroobe, mis nõuavad nende tuvastamiseks kemotaksonoomilisi uuringuid. Patogeensed mikroorganismid nõuavad serodiagnostikat. Ülaltoodud testide tulemuste tõlgendamiseks kasutatakse määrajat.
Molekulaargeneetilises klassifikatsioonis analüüsitakse olulisemate biopolümeeride molekulide struktuuri.
Tänapäeval algab konkreetse mikroskoopilise organismi tuvastamine selle puhaskultuuri eraldamisest ja 16S rRNA nukleotiidjärjestuse analüüsist. Seega määratakse mikroobi koht fülogeneetilisel puul ning sellele järgnev täpsustamine perekonna ja liikide kaupa toimub traditsiooniliste mikrobioloogiliste meetoditega. Kokkusattumusväärtus 90% võimaldab teil määrata üldise kuuluvuse ja 97% - liigid.
Mikroorganismide veelgi selgem eristamine perekonna ja liikide lõikes on võimalik polüfüleetilise (polüfaasilise) taksonoomia abil, kui nukleotiidjärjestuste määramine kombineeritakse teabe kasutamisega erinevatel tasanditel kuni ökoloogiliseni välja. See tähendab, et kõigepealt otsitakse sarnaste tüvede rühmi, seejärel määratakse nende rühmade fülogeneetilised asukohad, fikseeritakse erinevused rühmade ja nende lähimate naabrite vahel ning kogutakse andmeid rühmade eristamiseks.
See domeen sisaldab kolme rühma, kus on mikroskoopilisi organisme. Me räägime vetikatest, algloomadest ja seentest.
Vetikad on üherakulised, koloonia- või mitmerakulised fototroofid, mis viivad läbi hapnikufotosünteesi. Sellesse rühma kuuluvate mikroorganismide molekulaargeneetilise klassifikatsiooni väljatöötamine pole veel lõppenud. Seetõttu klassifitseeritakse vetikaid praktikas hetkel pigmentide ja varuainete koostise, rakuseina ehituse, liikuvuse olemasolu ja paljunemisviisi alusel.
Selle rühma tüüpilised esindajad on dinoflagellaatide, ränivetikate, euglenoidide ja rohevetikate hulka kuuluvad üherakulised organismid. Kõikidele vetikatele on iseloomulik klorofülli ja erinevate karotenoidide vormide moodustumine, kuid rühma esindajate võime sünteesida teisi klorofüllide ja fükobiliinide vorme avaldub erineval viisil.
Nende või nende pigmentide kombinatsioon põhjustab rakkude värvimist erinevates värvides. Need võivad olla rohelised, pruunid, punased, kuldsed. Rakkude pigmentatsioon on liigile iseloomulik.
Diatoomid on üherakulised planktonivormid, millel on räni kahepoolmelise kesta välimus. Mõned esindajad on võimelised liikuma libisemise tüübi järgi. Paljunemine on nii aseksuaalne kui ka seksuaalne.
Üherakuliste organismide elupaigad on mageveereservuaarid. Nad liiguvad lippude abil. Rakusein puudub. Orgaaniliste ainete oksüdatsiooniprotsessi tõttu võimeline kasvama pimedas.
Dinoflagellaadidel on eriline rakuseina struktuur, see koosneb tselluloosist. Nendel planktoni üherakulistel vetikatel on kaks külgmist lippu.
Mikroskoopiliste esindajate jaoks on elupaigad mage- ja mereveekogud, pinnas ja erinevate maismaaobjektide pind. On mitteliikuvaid liike ja mõned neist on võimelised lipukate abil liikuma. Nii nagu dinoflagellaadidel, on ka rohelistel mikrovetikatel tselluloosist rakusein. Iseloomulik on tärklise säilitamine rakkudes. Paljunemine toimub nii aseksuaalselt kui ka seksuaalselt.
Algloomade hulka kuuluvate mikroorganismide klassifitseerimise aluspõhimõtted põhinevad morfoloogilistel omadustel, mis selle rühma esindajatel on väga erinevad.
Nad võivad elada statsionaarset elustiili või liikuda erinevate seadmete abil: lipukesed, ripsmed ja pseudopoodid. Algloomade taksonoomilise rühma sees on veel mitu rühma.
Amööbid teostavad toitumist endotsütoosi teel, liiguvad pseudopoodide abil, paljunemise olemus seisneb primitiivses kahes. Enamik amööbidest on vabalt elavad veevormid, kuid on ka selliseid, mis põhjustavad inimestel ja loomadel haigusi.
Infusoria rakkudel on kaks erinevat tuuma, mittesuguline paljunemine seisneb põiki jagunemises. On esindajaid, keda iseloomustatakse seksuaalne paljunemine. Liikumises osaleb koordineeritud ripsmete süsteem. Endotsütoos viiakse läbi toidu hõivamisega spetsiaalses suuõõnes ja jäänused väljutatakse tagumises otsas oleva ava kaudu. Looduses elavad ripslased orgaaniliste ainetega reostunud veekogudes, samuti mäletsejaliste vatsas.
Flagellaatidele on iseloomulik flagellade olemasolu. Lahustunud toitainete imendumine toimub kogu CPM-i pinnaga. Jagamine toimub ainult pikisuunas. Lipuliste hulgas on nii vabalt elavaid kui ka sümbiootilisi liike. Inimeste ja loomade peamised sümbiontid on trüpanosoomid (põhjustab unehaigust), leishmania (põhjustab raskesti paranevaid haavandeid), giardia (viib soolehäireid).
Kõigist algloomadest on eosloomadel kõige keerulisem elutsükkel. Eosloomade kuulsaim esindaja on malaaria Plasmodium.
Mikroorganismide klassifikatsioon klassifitseerib selle rühma esindajad heterotroofidena. Enamikku neist iseloomustab seeneniidistiku moodustumine. Hingamine on tavaliselt aeroobne. Kuid on ka fakultatiivseid anaeroobe, mis võivad lülituda alkohoolsele kääritamisele. Paljunemismeetodid on vegetatiivsed, aseksuaalsed ja seksuaalsed. Just see funktsioon toimib edasise kriteeriumina
Kui rääkida selle rühma esindajate tähtsusest, siis siin pakub suurimat huvi kombineeritud mittetaksonoomiline pärmseente rühm. See hõlmab seeni, millel ei ole seeneniidistiku kasvufaasi. Pärmseente hulgas on palju fakultatiivseid anaeroobe. Siiski leidub ka patogeenseid liike.
Prokarüootsete mikroorganismide morfoloogia ja klassifikatsioon ühendavad need kaheks domeeniks: bakterid ja arheed, mille esindajatel on palju olulisi erinevusi. Arheadel puuduvad bakteritele tüüpilised peptidoglükaani (mureiini) rakuseinad. Neid iseloomustab teise heteropolüsahhariidi - pseudomureiini - olemasolu, milles puudub N-atsetüülmuraamhape.
Arhead jagunevad kolmeks hõimkonnaks.
Mikroobe teatud domeeniks ühendavate mikroorganismide klassifitseerimise põhimõtted põhinevad struktuurilistel tunnustel raku sein ja eriti peptidoglükaani sisaldust selles. Hetkel on domeenis 23 perekonda.
Bakterid on looduses leiduvate ainete ringluse oluline lüli. Nende olulisuse olemus selles globaalses protsessis on taimsete ja loomsete jääkainete lagunemine, orgaanilise ainega reostunud veekogude puhastamine ja anorgaaniliste ühendite modifitseerimine. Ilma nendeta oleks elu olemasolu Maal võimatu. Need mikroorganismid elavad kõikjal, nende elupaigaks võib olla muld, vesi, õhk, inimkeha, loomad ja taimed.
Vastavalt rakkude kujule, liikumisseadmete olemasolule, rakkude omavahelisele liigendusele viiakse see domeen läbi järgnevas mikroorganismide klassifikatsioonis. Mikrobioloogias käsitletakse rakkude kuju alusel järgmisi bakteritüüpe: ümarad, pulgakujulised, niitjad, keerdunud, spiraalsed. Vastavalt liikumise tüübile võivad bakterid olla liikumatud, lipsunud või liikuda limaerituse tõttu. Rakkude üksteisega liigendamise meetodi alusel saab baktereid eraldada, siduda paaride, graanulite ja hargnevate vormidega.
Pulgakujuliste bakterite hulgas on palju patogeenseid mikroorganisme (difteeria, tuberkuloosi, kõhutüüfuse, siberi katku tekitajad); algloomad (malaaria plasmoodium, toksoplasma, leishmania, giardia, trihhomonas, mõned patogeensed amööbid), aktinomütseedid, mükobakterid (tuberkuloosi, leepra tekitajad), hallitusseened ja pärmilaadsed seened (mükooside, kandidoosi tekitajad). Seened võivad põhjustada igasuguseid nahakahjustusi, näiteks erinevat tüüpi samblikke (välja arvatud vöötohatis, millesse on kaasatud viirus). Mõned pärmseened, mis on naha püsivad elanikud, ei avalda normaalsetes immuunsüsteemi tingimustes kahjulikku toimet. Kui aga immuunsuse aktiivsus väheneb, põhjustavad need seborroilise dermatiidi ilmnemist.
Mikroorganismide epidemioloogiline ohtlikkus on kriteerium, mille alusel kombineeritakse kõik patogeensed mikroobid nelja rühma, mis vastavad neljale riskikategooriale. Seega pakuvad mikrobioloogidele suurimat huvi mikroorganismide patogeensusrühmad, mille klassifikatsioon on toodud allpool, kuna need mõjutavad otseselt elanikkonna elu ja tervist.
Kõige ohutumasse, 4. patogeensusrühma kuuluvad mikroobid, mis ei kujuta endast ohtu indiviidi tervisele (või selle ohu oht on tühine). See tähendab, et nakatumise oht on väga väike.
3. rühma iseloomustab indiviidi keskmine nakatumisrisk, ühiskonnale tervikuna madal risk. Sellised patogeenid võivad teoreetiliselt põhjustada haigusi ja isegi kui nad seda põhjustavad, on olemas tõestatud tõhusad ravimeetodid ja ennetusmeetmed, mis võivad nakkuse levikut takistada.
2. patogeensusrühma kuuluvad mikroorganismid, mis kujutavad endast suurt riski üksikisikule, kuid madalat kogu ühiskonnale. Sellisel juhul võib haigusetekitaja inimestel põhjustada raskeid haigusi, kuid see ei levi ühelt nakatunud inimeselt teisele. Tõhusad meetodid ravi ja ennetamine on saadaval.
1. patogeensusrühma iseloomustab kõrge risk nii üksikisikule kui ka ühiskonnale tervikuna. Inimestel või loomadel raskeid haigusi põhjustav patogeen võib kergesti edasi kanduda erinevaid viise. Tõhusad ravi- ja ennetusmeetmed ei ole tavaliselt saadaval.
Patogeensed mikroorganismid, mille klassifikatsioon määrab nende kuulumise ühte või teise patogeensusrühma, tekitavad ühiskonna tervisele suurt kahju ainult siis, kui nad kuuluvad 1. või 2. rühma.
Loeng nr 5 Mikroorganismide morfoloogia ja süstemaatika. Prokarüootid (bakterid ja aktinomütseedid).
1 Mikroorganismide morfoloogia ja süstemaatika. Mikroorganismide morfoloogia uurib neid välimus, kuju ja struktuuri iseärasused, liikumisvõime, eoste teke, paljunemisviisid. Morfoloogilised tunnused mängivad olulist rolli mikroorganismide äratundmisel ja klassifitseerimisel. Alates iidsetest aegadest on elav maailm jagatud kaheks kuningriigiks: taimede ja loomade kuningriiki. Kui mikroorganismide maailm avastati, eraldati need omaette kuningriiki. Nii jagunes kogu elusorganismide maailm kuni 19. sajandini kolmeks kuningriigiks. Alguses põhines mikroorganismide klassifikatsioon morfoloogilistel omadustel, kuna inimene ei teadnud neist midagi enamat. 19. sajandi lõpuks oli kirjeldatud palju liike; erinevad teadlased, peamiselt botaanikud, jagasid mikroorganismid taimede klassifitseerimisel aktsepteeritud rühmadesse. 1897. aastal hakati mikroobide süstemaatika jaoks kasutama koos morfoloogiliste ja füsioloogiliste tunnustega. Nagu hiljem selgus, ei piisa teaduslikult põhjendatud klassifikatsiooniks mõnest märgist üksi. Seetõttu kasutatakse funktsioonide komplekti:
Morfoloogiline (raku kuju, suurus, liikuvus, paljunemine, sporulatsioon, Grami plekk);
Kultuurne (kasvu iseloom vedelal ja tahkel toitainekeskkonnal);
Füsioloogiline ja biokeemiline (akumuleeritud toodete olemus);
Genotüüpne (DNA füüsikalised ja keemilised omadused).
Genosüstemaatika võimaldab teil määrata mikroorganismide tüüpi mitte sarnasuse, vaid suguluse järgi. On kindlaks tehtud, et kogu DNA nukleotiidne koostis mikroorganismide arengu käigus erinevad tingimused ei muutu. S- ja R-vormid on DNA koostiselt identsed. Samuti on leitud mikroorganisme, millel on sarnane DNA nukleotiidne koostis, kuigi nad kuuluvad erinevatesse süstemaatilisse rühma: Escherichia coli ja mõned korünebakterid. See näitab, et mikroobide süstemaatika (taksonoomia) peaks arvestama erinevate tunnustega.
Kuni viimase ajani jaotati kõik rakulise struktuuriga elusolendid, sõltuvalt tuuma ja organellide suhetest tsütoplasmaga, rakuseina koostisest ja muudest omadustest, kahte rühma (kuningriigid):
1.1 Prokarüootid-eeltuumad (klassifitseeritud - organismid, millel puudub selgelt määratletud tuum, mida esindab rõngakujuline DNA molekul; rakusein sisaldab peptidoglükaani (mureiin) ja teikhoehappeid; ribosoomide settimiskonstandid on 70; energiakeskused rakud on mesosoomides ja organellid puuduvad).
1.2 Tuumaeukarüootid (selgelt piiritletud tuumaga, mis on tsütoplasmast eraldatud membraaniga; rakuseinas puuduvad peptidoglükaan ja teikhoehapped; tsütoplasmaatilised ribosoomid on suuremad; settimiskonstant on 80; energiaprotsessid toimuvad mitokondrites; on Golgi organellidest saadud kompleks jne).
Hiljem selgus, et mikroorganismide hulgas on ka mitterakulisi vorme-viirusi ja seetõttu tuvastati kolmas rühm (kuningriik) - viirus.
Mikroorganismide tähistamiseks võetakse kasutusele topelt (binaarne) nomenklatuur, mis sisaldab perekonna ja liigi nimetust. Üldnimi kirjutatakse suure algustähega (suurtäht), liiginimi (isegi perekonnanimest tuletatud) väikese (väikese) tähega. Näiteks siberi katku bacillus kannab nime Bacillus anthracis, Escherichia coli nimetatakse Escherichia coliks, must aspergillus Aspergillus niger.
Põhiline (alumine) taksonoomiline üksus on liik. Liigid rühmitatakse perekondadeks, perekonnad perekondadeks, perekonnad ordudeks, ordud klassideks, klassid jagunemisteks ja jagunemised kuningriikideks.
Liik on sama genotüübiga isendite kogum, millel on väljendunud fenotüübiline sarnasus.
Kultuur – mikroorganismid, mis on saadud loomalt, inimeselt, taimelt või keskkonnasubstraadilt ja kasvatatud toitekeskkonnas. Puhaskultuurid koosnevad sama liigi isenditest (ühest rakust saadud järglane on kloon).
Tüvi on sama liigi kultuur, mis on isoleeritud erinevatest elupaikadest ja mida iseloomustavad väikesed muutused omadustes. Näiteks inimese organismist, veistest, veekogudest, pinnasest eraldatud E. coli võib olla erinevat tüüpi.
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. Kerakujulised bakterid - kokid on tavalise palli kujuga, on lamedad, ovaalsed või oakujulised. Kokid võivad olla üksikute rakkude kujul - monokokid (mikrokokid) või ühendatud erinevates kombinatsioonides: paaris - diplokokid, neljarakulised - tetrakokid, enam-vähem pikkade ahelate kujul - streptokokid ja ka klastrite kujul. kuupkujuline (pakendite kujul) kaheksa rakku, mis on paigutatud kahe astmena üksteise kohal, on sarkiinid. Seal on ebakorrapärase kujuga kobarad, mis meenutavad viinamarjakobaraid - stafülokokke. Vardakujulised bakterid võivad olla üksikud või paarikaupa ühendatud – diplobakterid, kolmest kuni neljast või enamast rakust koosnevad ahelad – streptobakterid. Pulkade pikkuse ja jämeduse suhted on väga erinevad. Kumerad või kõverad bakterid erinevad pikkuse, paksuse ja kõverusastme poolest. Kergelt koma kujul kõverdunud pulgakesi nimetatakse vibrioks, ühe või mitme korgitserliku lokiga pulgakesi nimetatakse spirillaks ja peenikesi rohkete lokkidega pulgakesi spiroheedideks. Tänu elektronmikroskoobi kasutamisele mikroorganismide uurimiseks looduslikes substraatides leiti baktereid, millel on eriline rakkude kuju: suletud või avatud rõngas (toroidid); väljakasvuga (prostekami); ussikujuline - pikk, kumerate väga õhukeste otstega; ja ka kuusnurkse tähe kujul.
Bakterid on väga väikesed, ulatudes kümnendikest mikromeetrist (µm) kuni mõne mikromeetrini. Keskmiselt on enamiku bakterite keha suurus 0,5-1 mikronit ja pulgakujuliste bakterite keskmine pikkus 2-5 mikronit. On baktereid, mille mõõtmed on keskmisest palju suuremad, ja mõned on tavalistes optilistes mikroskoopides nähtavuse piiril. Bakterite kehakuju ja ka suurus võivad olenevalt vanusest ja kasvutingimustest erineda. Teatud suhteliselt stabiilsetes tingimustes säilitavad bakterid siiski oma olemuse seda liiki suurused ja kuju. Kaal bakterirakk väga väike, umbes 4-10-1:! G.
Bakteriraku struktuur . Prokarüootsete organismide rakul, mille hulka kuuluvad ka bakterid, on ultrastruktuuri põhijooned. Rakusein (kest) on enamiku bakterite oluline struktuurielement. Rakusein moodustab 5–20% raku kuivainest. Sellel on elastsus, see toimib mehaanilise barjäärina protoplasti ja keskkonna vahel, annab rakule teatud kuju. Rakusein sisaldab prokarüootsete rakkude jaoks spetsiifilist heteropolümeerset ühendit – peptidoglükaani (mureiin), mis puudub eukarüootsete organismide rakuseintes. Taani füüsiku H. Grami (1884) poolt välja pakutud värvimismeetodi järgi jaotatakse bakterid kahte rühma: grampositiivsed ja gramnegatiivsed. Grampositiivsed rakud säilitavad värvainet, gramnegatiivsed rakud aga mitte, tulenevalt nende rakuseinte keemilise koostise ja ultrastruktuuri erinevustest. Grampositiivsetel bakteritel on paksemad amorfsed rakuseinad, need sisaldavad suures koguses mureiini (50–90% rakuseina kuivmassist) ja teikhoehappeid. Gramnegatiivsete bakterite rakuseinad on õhemad, kihilised, sisaldavad palju lipiide, vähe mureiini (5-10%) ja puuduvad teikhoiinhapped.
Bakterite rakusein on sageli kaetud limaga. Limaskesta kiht võib olla õhuke, vaevu nähtav, kuid võib olla märkimisväärne, võib moodustada kapsli. Sageli on kapsel palju suurem kui bakterirakk. Rakuseinte lima on mõnikord nii tugev, et üksikute rakkude kapslid sulanduvad limaskestade massideks (zoogeelideks), mille vahel on bakterirakud. Mõnede bakterite poolt moodustunud limaained ei jää kompaktse massina ümber rakuseina, vaid hajuvad keskkonda. Vedelates substraatides kiiresti paljunedes võivad lima moodustavad bakterid muuta need pidevaks limaseks massiks. Seda nähtust täheldatakse mõnikord suhkrutootmise käigus peedist saadud suhkruekstraktides. Lühikese ajaga võib suhkrusiirup muutuda viskoosseks limaseks massiks. Liha, vorstid, kodujuust allutatakse lima; täheldatakse piima, soolvee, marineeritud köögiviljade, õlle, veini viskoossust. Lima moodustumise intensiivsus ja lima keemiline koostis sõltuvad bakterite tüübist ja kultiveerimistingimustest. Kapslil on kasulikud omadused, lima kaitseb rakke ebasoodsate tingimuste eest – paljudes bakterites lima teke sellistes tingimustes suureneb. Kapsel kaitseb rakku mehaaniliste kahjustuste ja kuivamise eest, loob täiendava osmootse barjääri, takistab faagide, antikehade läbitungimist ja mõnikord on see reservtoitainete allikas. Tsütoplasmaatiline membraan eraldab raku sisu rakuseinast. See on iga raku kohustuslik struktuur. Kui tsütoplasmaatilise membraani terviklikkust rikutakse, kaotab rakk oma elujõulisuse. Tsütoplasmaatiline membraan moodustab 8-15% raku kuivainest. Membraan sisaldab kuni 70-90% raku lipiide, selle paksus on 7-10 nm 1 . Elektronmikroskoobis olevatel rakkude lõikudel on see nähtav kolmekihilise struktuuri kujul - üks lipiidikiht ja kaks valgukihti, mis külgnevad mõlemal küljel. Tsütoplasmaatiline membraan ulatub kohati raku sisse, moodustades igasuguseid membraani struktuure. See sisaldab erinevaid ensüüme; ta on poolläbilaskev, mängib oluline roll ainete vahetuses raku ja keskkonna vahel. Bakteriraku tsütoplasma on poolvedel, viskoosne, kolloidne süsteem. Kohati on see läbi imbunud membraanistruktuuridest – mesosoomidest, mis pärinevad tsütoplasmaatilisest membraanist ja säilitasid sellega ühenduse. Mesosoomid täidavad erinevaid funktsioone; neis ja nendega seotud tsütoplasmaatilises membraanis on ensüümid, mis osalevad energiaprotsessides – raku energiaga varustamisel. Hästi arenenud mesosoome leidub ainult grampositiivsetes bakterites, gramnegatiivsetes bakterites on need nõrgalt arenenud ja lihtsama ehitusega. Tsütoplasma sisaldab ribosoome, tuumaaparaati ja mitmesuguseid lisandeid. Ribosoomid on tsütoplasmas hajutatud 20–30 nm graanulitena; Ribosoomid on umbes 60% ribonukleiinhappest (RNA) ja 40% valkudest. Ribosoomid vastutavad rakuvalgu sünteesi eest. Bakterirakus võib olenevalt tema vanusest ja elutingimustest olla 5-50 tuhat ribosoomi, aga ei pruugi. Bakterite tuumaseadet nimetatakse nukleoidiks. Bakterirakkude üliõhukeste lõikude elektronmikroskoopia abil sai kindlaks teha, et raku geneetilise informatsiooni kandjaks on desoksüribonukleiinhappe (DNA) molekul. DNA on kahekordse spiraalse ahela kujul, mis on suletud rõngasse; seda nimetatakse ka "bakteriaalseks kromosoomiks". See asub tsütoplasma teatud piirkonnas, kuid ei ole sellest eraldatud oma membraaniga.
Tsütoplasmaatiline kaasamine bakterirakud on mitmekesised, peamiselt on need varutoitained, mis ladestuvad rakkudesse, kui need arenevad keskkonnas liigse toitainete tingimustes, ja kuluvad ära, kui rakud satuvad näljaseisundisse. Polüsahhariidid ladestuvad bakterirakkudesse: glükogeen, tärkliselaadne granuloosne aine, mida kasutatakse süsiniku ja energia allikana. Lipiide leidub rakkudes graanulite ja tilkade kujul. Rasv on hea süsiniku- ja energiaallikas. Paljud bakterid koguvad polüfosfaate; need sisalduvad volutiini graanulites ja rakud kasutavad neid fosfori- ja energiaallikana. Molekulaarne väävel ladestub väävlibakterite rakkudesse.
Bakterite liikuvus . Kerakujulised bakterid on tavaliselt liikumatud. Vardakujulised bakterid on nii liikuvad kui ka mitteliikuvad. Kõverad ja spiraalsed bakterid on liikuvad. Mõned bakterid liiguvad libisedes. Enamiku bakterite liikumine toimub lippude abil. Lipud on õhukesed, spiraalselt keerdunud valgulise iseloomuga niidid, mis suudavad kanda pöörlevad liigutused. Lipude pikkus on erinev ja paksus nii väike (10-20 nm), et neid saab valgusmikroskoobis näha alles pärast raku spetsiaalset töötlemist. Lipuliste esinemine, arv ja asukoht on liigi jaoks püsivad tunnused ja neil on diagnostiline väärtus. Baktereid, mille raku otsas on üks flagellum, nimetatakse monotrihseks; lipukimbuga - lofotrichs ", lipukimbuga raku mõlemas otsas - amfitrihne; baktereid, milles lipukesed paiknevad kogu raku pinnal, nimetatakse peritrichuseks. Bakterite liikumiskiirus on suur: aastal sekundiga võib lipudega rakk läbida 20–50 korda rohkem kui tema keha pikkus. soodsad tingimused eluiga, raku vananemise ajal mehaanilisel toimel võib liikuvus kaduda. Lisaks lipule on mõne bakteri pinnal suur hulk niitjaid moodustisi, mis on palju õhemad ja lühemad kui lipukesed – fimbriad (ehk pilid).
Bakterite paljunemine. Prokarüootseid rakke iseloomustab lihtne rakkude jagunemine kaheks. Rakkude jagunemine algab reeglina mõni aeg pärast nukleoidi jagunemist. Vardakujulised bakterid jagunevad risti, kerakujulised erinevatel tasapindadel. Sõltuvalt lõhustumistasandi orientatsioonist ja nende arvust tekivad erinevad vormid: üksikud kookid, paaritud, ahelad, pakendite, kobarate kujul. Bakterite paljunemise tunnuseks on protsessi kiirus. Jagunemise kiirus sõltub bakterite tüübist, kultiveerimistingimustest: mõned liigid jagunevad iga 15-20 minuti järel, teised - 5-10 tunni pärast.Selle jagunemisega jõuab bakterirakkude arv päevas tohutult. Sageli täheldatakse seda toiduainete puhul: piima kiiret hapnemist piimhappebakterite arengu tõttu, liha ja kala kiiret riknemist putrefaktiivsete bakterite tekke tõttu jne.
Sporulatsioon. Bakterites tekivad eosed tavaliselt ebasoodsates arengutingimustes: toitainete puuduse, temperatuuri, pH muutuste, ainevahetusproduktide kogunemisega üle teatud taseme. Vardakujulised bakterid on võimelised moodustama eoseid. Iga rakk toodab ainult ühte eost (endospoori).
Sporulatsioon on keeruline protsess, selles eristatakse mitut etappi: esiteks täheldatakse raku geneetilise aparaadi ümberkorraldamist ja muutub nukleoidi morfoloogia. DNA süntees peatub rakus. Tuuma DNA tõmmatakse välja ahelana, mis seejärel poolitatakse; osa sellest on koondunud raku ühele poolusele. Seda rakuosa nimetatakse sporogeenseks tsooniks. Sporogeenses tsoonis muutub tsütoplasma tihedamaks, seejärel eraldatakse see piirkond ülejäänud rakusisust vaheseinaga (septa). Lõikeala katab emaraku membraan, moodustub nn prospoor. Prospoor on emaraku sees asuv struktuur, millest see on eraldatud kahe membraaniga: välimine ja sisemine. Membraanide vahele moodustub kortikaalne kiht (cortex), mis on keemilise koostise poolest sarnane vegetatiivse raku rakuseinaga. Lisaks peptidoglükaanile sisaldab ajukoor dipikoliinhapet (C 7 H 8 O 4 Mg), mis vegetatiivsetes rakkudes puudub. Seejärel moodustub prospoori peale spoorikest, mis koosneb mitmest kihist. Kihtide arv, paksus ja struktuur on erinevad erinevad tüübid bakterid. Väliskesta pind võib olla sile või erineva pikkuse ja kujuga väljakasvudega. Eoskesta peale moodustub sageli õhuke kate, mis ümbritseb spoori ümbrise, eksospooriumi kujul.
Eosed on tavaliselt ümara või ovaalse kujuga. Mõne bakteri eoste läbimõõt ületab raku laiuse, mille tulemusena muutub eoste kandvate rakkude kuju. Rakk võtab spindli kuju (klostridium) , kui eos asub selle keskel või trummipulga kujuline (plektridium) kui eos on raku otsa lähedal.
Pärast eoste küpsemist emarakk sureb, selle kest hävib ja eos vabaneb. Eoste moodustumise protsess võtab mitu tundi.
Tiheda, läbitungimatu membraani olemasolu bakterite spoorides, madal veesisaldus selles, suur hulk lipiide, samuti kaltsium ja dipikoliinhape määrata eoste kõrge vastupidavus keskkonnateguritele. Eosed võivad ellu jääda sadu või isegi tuhandeid aastaid. Näiteks tuhandete aastate vanuste mammutite ja Egiptuse muumiate surnukehadest on isoleeritud elujõulised eosed. Eosed on vastupidavad kõrgetele temperatuuridele: kuivas olekus surevad nad pärast kuumutamist temperatuuril 165–170 ° C 1,5–2 tundi ja ülekuumendatud auruga (autoklaavis) temperatuuril 121 ° C 15–30 minutit.
Soodsates tingimustes idaneb eos vegetatiivseks rakuks; see protsess võtab tavaliselt mitu tundi.
Idanev eos hakkab aktiivselt vett imama, selle ensüümid aktiveeruvad ja kasvule viivad biokeemilised protsessid intensiivistuvad. Eoste idanemisel muutub ajukoor noore vegetatiivse raku rakuseinaks; dipikoliinhape ja kaltsium satuvad väliskeskkonda. Spoori välimine kest on rebenenud, läbi pilude väljub uue raku "võrs", millest siis moodustub vegetatiivne bakterirakk.
Toidu riknemist põhjustavad ainult vegetatiivsed rakud. Toodete töötlemismeetodi valikul on oluline teadmine bakterite eoste teket soodustavatest teguritest ja teguritest, mis põhjustavad nende kasvamist vegetatiivseteks rakkudeks, et vältida nende mikroobset riknemist.
Ülaltoodud teave iseloomustab peamiselt nn tõelisi baktereid. On ka teisi, neist enam-vähem erinevaid, mis hõlmavad järgmist.
Filamentsed (kiudsed bakterid). Need on mitmerakulised organismid, mis on erineva pikkusega niitide kujul, läbimõõduga 1–7 mikronit, liikuvad või kinnituvad substraadile. Enamasti limase kestaga niidid. Need võivad sisaldada magneesiumoksiidi või raudoksiide. Nad elavad veekogudes, leidub pinnases.
Müksobakterid. Need on vardakujulised bakterid, mis liiguvad libisedes. Need moodustavad viljakehad – lima suletud rakukogumid. Rakud viljakehades lähevad puhkeolekusse – müksospoorid. Need bakterid elavad pinnases, erinevatel taimejäätmetel.
Puntsu- ja varrebakterid paljunevad pungumise, varte moodustamise või mõlema teel. On liike, millel on väljakasvud - prostheca. Nad elavad pinnases ja veekogudes.
Aktinomütseedid. Bakterid on hargnenud. Mõned on kergelt hargnenud pulgad (vt joon. 2, e), teised on õhukeste hargnevate filamentide kujul, mis moodustavad üherakulise seeneniidistiku. Mütseeli aktinomütseedid, mida nimetatakse "kiirgusseenteks", paljunevad eostega, mis arenevad seeneniidistiku õhust okstel. Aktinomütseedid on värvilised; nad on looduses laialt levinud. Neid leidub ka toiduainetel ja need võivad põhjustada riknemist. Toode omandab iseloomuliku maalähedase lõhna. Paljud aktinomütseedid toodavad antibiootikume. On liike, mis on inimestele ja loomadele patogeensed.
Mükoplasmad. Ilma rakuseinata organismid on kaetud ainult kolmekihilise membraaniga. Rakud on väga väikesed, mõnikord ultramikroskoopilised (umbes 200 nm), pleomorfsed (erineva kujuga) - kookoidsest filamentseni. Mõned põhjustavad haigusi inimestel, loomadel, taimedel.
Bakterite taksonoomia alused Kaasaegsed süsteemid Bakterite klassifikatsioonid on oma olemuselt kunstlikud, nad ühendavad bakterid teatud rühmadesse, lähtudes nende sarnasusest morfoloogiliste, füsioloogiliste, biokeemiliste ja genotüübiliste tunnuste kompleksi osas.Selleks on Bergi bakterite määratlemise juhend (1974, 8. väljaanne ja 1984 - 9) kasutatakse. th trükk). 8. väljaande järgi jagunevad kõik prokarüootid kahte rühma – tsüanobakteriteks ja bakteriteks. Esimene osa - tsüanobakterid (sinivetikad) - on fototroofsed mikroorganismid. Teine osa on bakterid. See osakond on jagatud 19 rühma. 17. rühma kuuluvad aktinomütseedid. 9. väljaande järgi on prokarüootide kuningriik jagatud neljaks osaks sõltuvalt rakuseina olemasolust või puudumisest ja selle keemilisest koostisest: esimesse sektsiooni kuuluvad õhukese nahaga bakterite rühmad, gramnegatiivsed, fototroofsed ja tsüanobakterid; 2. osakonnas - kõvanahalised, kaasatud on bakterirühmad, mis on Grami pleki suhtes positiivsed; kolmas osa sisaldab mükoplasmasid - baktereid, millel pole rakuseina; neljandasse osakonda kuuluvad metaani moodustavad ja arhebakterid (spetsiaalne bakterite rühm, mis elab äärmuslikud tingimused keskkond ja üks vanimaid eluvorme).
Mikroorganismide morfoloogia on teadus, mis uurib nende kuju, struktuuri, liikumis- ja paljunemisviise.
Toidu valmistamisel kõige sagedamini leiduvad mikroobid jagunevad bakteriteks, hallitusseenteks, pärmseenteks ja viirusteks. Enamik mikroobe on üherakulised organismid, mõõdetuna mikromeetrites – mikronites (1/1000 mm) ja nanomeetrites – nm (1/1000 mikronit).
bakterid.
Bakterid on üherakulised, enim uuritud mikroorganismid suurusega 0,4-10 mikronit. Bakterid on sfäärilised, pulgakujulised ja keerdunud kujuga (joonis 1). Sfäärilisi baktereid nimetatakse kokkideks.
Sõltuvalt rakkude suurusest ja asukohast on mikrokokid (üksikud rakud), diplokokid (kahe raku rühm), streptokokid (rakuahela kujul), stafülokokid (rakukobarad viinamarja kujul kamp). Sfääriliste bakterite rakkude suurus on 0,2-2,5 mikronit.
Vardakujulisi baktereid leidub üksikute varraste kujul, samuti kahekordsete ja ahelaga ühendatud kujul.
Erineva pikkuse ja paksusega keerdunud bakterid eristavad mitmesuguseid rakukujusid. Nende hulka kuuluvad vibrioonid, spirillad, spiroheedid.
Pulgakujuliste ja keerdunud bakterite pikkus on 1 kuni 5 mikronit.
Bakterite suurus ja kuju võivad erineda sõltuvalt erinevatest keskkonnateguritest.
Bakteriraku struktuur.
Rakku eraldab väliskeskkonnast tihe membraan – rakusein. Rakusein moodustab 5–20% raku kuivainest. Rakusein on raku karkass, annab sellele kindla kuju, kaitseb ebasoodsate välismõjude eest ning osaleb raku ainevahetuses koos keskkonnaga.
Kesta välimine kiht võib paljudel bakteritel olla limane, moodustades kaitsekatte – kapsli.
Raku põhiosa moodustab tsütoplasma – läbipaistev poolvedel viskoosne valgumass, mis on immutatud rakumahlaga. Tsütoplasma kaitseb rakku mehaaniliste kahjustuste ja kuivamise eest. Tsütoplasma sisaldab varutoitaineid (tärklise terad, rasvatilgad, glükogeen, valk) ja muid rakustruktuure. Tsütoplasmas on membraanistruktuurid - mesosoomid. Mesosoomid sisaldavad ensüüme. Tsütoplasma sisaldab bakteriraku tuumaseadet, mida nimetatakse nukleoidiks. See on DNA kaksikheeliks suletud ringi kujul.
Mõnel bakteril on flagella. Lipud on õhukesed, spiraalselt keerdunud niidid. Lipukese abil saavad teatud tüüpi bakterid aktiivselt liikuda. Sfäärilised bakterid (kokid) on liikumatud. Mõned pulgakujulised bakterid on liikuvad ja kõik on keerdunud. Bakterid võivad liikuda ripsmete abil.
Tsütoplasmaatiline membraan eraldab raku sisu rakuseinast. See on poolläbilaskev ja mängib olulist rolli ainete vahetuses raku ja väliskeskkonna vahel.
Tsütoplasma sisaldab ka ribosoome ja erinevaid inklusioone. Tsütoplasmas olevad ribosoomid on väikeste graanulite kujul. Umbes pooled neist koosnevad ribonukleiinhappest (RNA) ja valkudest. RNA osaleb valkude sünteesis.
Paljundamine. Bakterid paljunevad aseksuaalselt, peamiselt lihtsa raku jagunemise teel kaheks.
Paljundamine toimub soodsates tingimustes. iseloomulik tunnus bakterite paljunemine on protsessi kiirus. Bakterite paljunemise kestus on 30 minutit kuni mitu tundi. Mikroorganismide nimetused koosnevad kahest ladinakeelsest sõnast, millest esimene tähendab perekonda, teine liiki.
Mõned pulgakujulised bakterid moodustavad ebasoodsates tingimustes eoseid (tiheda membraaniga kaetud kondenseerunud tsütoplasma). Eosed ei vaja toitumist, ei ole võimelised paljunema, kuid säilitavad oma elujõulisuse kõrgel temperatuuril, kuivamisel, külmutamisel mitu kuud (botulinum bacillus) või isegi mitu aastat (siberi katku batsill). Eosed surevad steriliseerimisel (kuumutamine 120°C 29 minutiks). Soodsates tingimustes idanevad nad normaalseks (vegetatiivseks) bakterirakuks. Spoore moodustavaid baktereid nimetatakse batsillideks.
Seened moodustavad suur grupp organismid, mis on eraldatud eraldi kuningriigis Mycota (Mycota). Seened on looduses laialt levinud. Seened on eukarüootid. Seente kuningriiki kuuluvad mikroskoopilised niitseened (hallitusseened).
Struktuur. Hallitusrakud on piklike põimuvate niitide kujul – 1–15 mikroni paksused hüüfid, mis moodustavad hallituse keha – seeneniidistiku (seeneniidistiku), mis koosneb ühest või mitmest rakust. Mütseeli pinnal arenevad viljakehad, milles valmivad eosed.
Struktuur. Mikroskoopiliste seente rakud on pikliku kujuga ja neid nimetatakse hüüfideks. Põimuvad, niitjad hüüfid moodustavad vati, kohevuse ja muude sarnaste moodustiste kujul seene keha, mida nimetatakse seeneniidistikuks või mütseeliks. Mütseel koosneb kahest osast: ülemisest viljakandvast osast ja alumisest osast, mis kinnitub toitainekeskkonnale - substraadile - ja toidab seeni. Seened on palja silmaga nähtavad.
Mütseelirakkudel on rakusein, millel on kaitsvad omadused. Rakusein määrab ka raku kuju. Raku sees on täidetud tsütoplasma, mis sisaldab tuumasid, ribosoome, mitokondreid ja vakuoole.
Tuumad reguleerivad ainevahetuse, paljunemise ja pärilike tunnuste edasikandumise protsessi. Ribosoomid on valgusünteesi keskus, energiaprotsessid toimuvad mitokondrites. Vakuoolid on ümmargused rakumahlaga täidetud õõnsused, kuhu ladestuvad varutoitained (glükogeen, rasv, volutiin).
Paljundamine. Mikroskoopilised seened paljunevad peamiselt kahel viisil: mittesuguliselt (vegetatiivselt) ja suguliselt.
Mittesugulise paljunemise käigus tekivad eosed.
Sugulisel paljunemisel ühinevad esmalt kaks kõrvutiasetsevat rakku. Seejärel toimub paljunemisprotsess mitmesugused seened erineval viisil. Mõned moodustavad raku, mida nimetatakse sügoodiks, mis seejärel idaneb. Teistel seentel moodustub viljakeha, mille sees arenevad eostega kotid (asci). Soodsates tingimustes eosed valmivad, kott rebeneb. Seeneeosed on välismõjudele väga vastupidavad, võivad püsida elujõulisena mitu aastat.
Mikroskoopilised seened vajavad oma arenguks hapnikku ehk nad on aeroobid ja paljunevad ainult õhu olemasolul! Optimaalsed tingimused nende paljunemiseks on temperatuur 25-35 ° C ja suhteline õhuniiskus 70-80%.
Struktuuri poolest erinevad hallituse rakud bakterirakkudest selle poolest, et neil on üks või mitu tuuma ja vakuooli (rakuvedelikuga täidetud õõnsusi).
Pärmid on eukarüootsed mikroorganismid. Nad moodustavad suure rühma üherakulisi liikumatuid mikroorganisme, mis on looduses laialt levinud. Enamik pärmi kuulub seente klassi - ascomycetes.Vormilt on pärmseened ümarad, ovaalsed, munajad ja piklikud. Pärmirakkude suurused on 2 kuni 12 mikronit.
Pärmid on looduses laialt levinud. Nad on võimelised lagundama (kääritama) suhkruid alkoholiks ja süsihappegaasiks.
Raku struktuur. Pärmirakud eraldatakse väliskeskkonnast rakuseinaga. See kaitseb rakku kahjulike mõjude eest ja määrab selle kuju. Rakuseina all on tsütoplasmaatiline membraan, mis mängib olulist rolli ainevahetuses. Rakk on täidetud tsütoplasmaga, mis sisaldab tuuma, mitokondreid, ribosoome, vakuoole.
Tuum on ümbritsetud topeltmembraaniga. Tuuma ülesanneteks on ainevahetusprotsesside ja muude keemiliste protsesside reguleerimine rakus, pärilike tunnuste edasiandmine.
Mitokondrid on erineva kujuga väikesed osakesed. Neis toimuvad energiaprotsessid ja energia salvestub.
Ribosoomid on väikseimad kehad, mis on valgusünteesi keskus. Vakuoolid on rakumahlaga täidetud vesiikulid. Vakuoolide sees on varuained - rasvad, süsivesikud (glükogeen), volutiin.
Paljundamine. Pärmseen paljuneb soodsatel tingimustel kahel viisil: aseksuaalselt ehk vegetatiivselt (pungamine) ja suguliselt (eoste teke).
Vegetatiivne paljundamine kulgeb järgmiselt. Esiteks moodustub algsele (ema)rakule – neerule – väike tuberkuloos, mille suurus kasvab kasvades. Samal ajal jaguneb tuum kaheks osaks. Üks tuumadest koos osa tsütoplasmast ja teiste raku elementidega läheb nooresse (tütar)rakku.
Tütarrakk kasvades kitseneb seda emarakuga ühendav kitsendus, mistõttu tütarrakk justkui katkeb, katkeb ja eraldub emarakust. See protsess võtab mitu tundi.
Sporulatsioon võib toimuda ka kahe vegetatiivse raku ühinemisel sigooti moodustamiseks, milles seejärel moodustuvad eosed, mis idanevad vegetatiivseteks rakkudeks. Seejärel paljunevad nad pungudes.
Viirused on väga väikese suurusega mikroorganismid, mille suurus on 35–125 nanomeetrit, mistõttu on neid võimalik tuvastada ainult elektronmikroskoobiga.
Kujult on viirused ümmargused, spiraalsed, aga ka varraste ja hulktahukate kujul. Neil on lihtne struktuur ja erinev keemiline koostis.
Viirustel puudub rakuline struktuur. Need on vastupidavad kuivamisele ja madalatele temperatuuridele. Nende hävimine toimub kuumutamisel temperatuurini 60-80 °C.
Viirused põhjustavad mitmeid tõsiseid haigusi: rõuged, leetrid, poliomüeliit, gripp jne. Tungides peremeesrakkudesse, viirus paljuneb, põhjustades nende surma.
Küsimused enesekontrolliks
1. Bakterid. Struktuur. Klassifikatsioon. Paljundamine.
2. Seened. Struktuur. Klassifikatsioon. Paljundamine.
3. Pärm. Struktuur. Klassifikatsioon. Paljundamine.
4. Viirused. Struktuur. Klassifikatsioon. Paljundamine.
Valdav enamus baktereid on üherakulised. Rakkude kuju järgi võivad need olla ümmargused (kokid), pulgakujulised (batsillid, klostriidid, pseudomonaadid), keerdunud (vibrioonid, spirillad, spiroheedid), harvem - tähtkujulised, tetraeedrilised, kuupjad, C- või O- vormitud. Kuju määrab bakterite sellised võimed nagu pinnale kinnitumine, liikuvus, toitainete omastamine. Näiteks on täheldatud, et oligotroofid ehk keskkonnas vähese toitainesisaldusega bakterid kipuvad suurendama pinna ja mahu suhet näiteks väljakasvude (nn prostek) moodustumisega. ).
Kohustuslikest rakustruktuuridest eristatakse kolme: * nukleoid * ribosoomid * tsütoplasmaatiline membraan (CPM)
CPM-i välisküljel on mitu kihti (rakusein, kapsel, limaskest), mida nimetatakse rakumembraaniks, samuti pinnastruktuurid (lipukesed, villid). CPM ja tsütoplasma kombineeritakse protoplasti kontseptsioonis.
2. Viiruste geneetika. Inimestele patogeensetel viirustel on kaks peamist omadust: pärilikkus ja varieeruvus, mille uurimine on spetsiaalse teadusliku distsipliini – viiruste geneetika – teema. Viiruste populatsiooni struktuur ja neis toimuvate protsesside olemuse määravad järgmised tegurid. Suur rahvaarv, mis suurendab loodusliku valiku abil võimalike mutatsioonide tõenäosust, kui viiruste eksisteerimise tingimused muutuvad. Kiire põlvkonnavahetus võimaldab uurida viiruste varieeruvust mitte ainult katses, vaid jälgida ka nende loomulikku evolutsiooni looduses. Haploidsus ja aseksuaalne paljunemine määrata: populatsiooni geneetiline puhtus (hübriidide puudumine); diploidsusest tingitud muutlikkuse reservide säilitamise võimatus; mutantide kohene sisenemine selektsiooni kontrolli alla.
Väike genoomi maht ja korduvate geenide puudumine. Nakkustsükli läbiviimiseks on vajalik kõigi geenide funktsionaalne terviklikkus.
Kerge muutus ühes neist võib põhjustada viirusele surmava või tinglikult surmava efekti.
Epideemiaprotsessi dünaamika järjepidevus, kuna looduses säilitamise eelduseks on ülekanne uutele tundlikele peremeestele. Viiruste populatsioonid hästi kohandunud välistingimustega ja ei muutu pikka aega olulisi muutusi. Kui elanikkonna püsimajäämise tingimused muutuvad, muutub see vajalikuks päriliku struktuuri ümberkorraldamine kohaneda uue keskkonnaga. Selline ümberstruktureerimine on võimalik ainult siis, kui üldises genofondis on muudetud geenide populatsioon. Viirusepopulatsioonide genofond luuakse ja täiendatakse neljast peamisest allikast: sisemised tegurid: mutatsioonid, rekombinatsioonid. Väline: peremeesraku geneetilise materjali lisamine genoomi (genoomide ilmumine, mis sisaldavad uus materjal), Fenotüübiline segunemine (geenifondi rikastamine teiste viiruspopulatsioonide geenide vastuvõtmise tõttu).
3. Koolera tekitajad. Taksonoomia. Iseloomulik. Mikrobioloogiline diagnostika. Spetsiifiline ennetus ja ravi. Perekond vibrionaceae, perekond vibrio, vaade V. cholerae Koolera on iidne antroponoos; Alates Hippokratese ajast on see tuntud kui "magi mara" - "suur katk". See nõudis miljoneid elusid. karantiini infektsioon.
Morfoloogia. Gram (-), kergelt kumerad vardad (komakujulised, eosed ja kapslid (v.a. Bengali tüvi) ei moodustu; Bengali tüvi moodustab kehas kapsli Kohustuslikud aeroobid Monotrichous, lipu pikkus võib olla 2- 3 korda pikem kui soma pikkus, mis põhjustab suurt liikuvust. kultuuriväärtused. Nad kasvavad hästi lihtsal aluselise reaktsiooniga toitainekeskkonnal (pH 8,5 - 9,5). peal 1% peptoonvesi moodustab õrna kile (aeroobne). peal aluseline agar- sagedamini siledad läbipaistvad sinaka varjundiga kolooniad, harvemini (dissotsiatsiooniprotsessis) - karedad ja volditud kolooniad. biokeemilised omadused. Laboratoorses praktikas kasutatakse seda biokeemiline klassifikatsioon Heibergi järgi(kogu Vibrio perekonna jaoks). Seal on 8 rühma, kuhu kuuluvad koolera tekitajad 1. rühm(mannoos k, sahharoos k, arabinoos -). Nad moodustavad indooli. Antigeenne struktuur:(1) üldine video spetsiifiline H-AG - flagella (2) väidetavalt spetsiifiline O-AG - somaatiline O-AG järgi eristatakse 80 serorühma; V. cholerae, el-tor - serorühm 01 (02 põhjustab enteriiti, gastroenteriiti). O1-AG koosneb fraktsioonidest A, B ja C, nende kombinatsioonid moodustavad serovarid. 3 serovar : Inaba (AC), Ogawa (AB) (peamised patogeenid), Gikoshima (ABC) (vaheühend). Bengali tüvi – serovar 0-139. Patogeensed tegurid:(1) flagella- bakterite aktiivne soodustamine enterotsüütideks limakihis; (2) kleepuvus- jõi; (3) kapsel Bengali tüves; (4) toksiinid: 1 tüüp - endotoksiin(O-AG), 2 tüüpi - eksoenterotoksiin- kolerogeen, peamine sümptom; identsed kõigis kolmes patogeenis. 2 alaühikut: B - mittetoksiline, soodustab toksiinide adhesiooni enterotsüütidega; A - toksiin ise tungib enterotsüütidesse, kus see aktiveerib AC, mis viib cAMP akumuleerumiseni, mis suurendab vee, naatriumi ja kloori sekretsiooni rakkudest ning häirib kaaliumi imendumist; 3 tüüpi - termostabiilne toksiin, mõjutab naatrium-kaalium-ATPaasi; selle tagajärjel - kõhulahtisus, keha tugev dehüdratsioon; (5) neuraminidaas- soodustab vibrioonide adhesiooni enterotsüütidel ja tungimist rakku; Haigus.Allikas- haige, vibriokandja. Paak- hüdrobionid. Nakatumise tee- toiduks saastunud vee (juurviljad, hüdrobionid jne) joomisel. Peamised kliinilised vormid- koolera enteriit, gastroenteriit. Inkubatsiooniperiood- mitu tundi - 6 päeva. Esimene sümptom- kõhulahtisus, Teine sümptom- rohke korduv oksendamine koos purskkaevuga, dehüdratsioon, keha demineraliseerumine, lihasnõrkus, pearinglus, häälekähedus, naha turgori järsk kaotus. Mikrobioloogiline diagnostika: (1) ekspressmeetodid: AG patogeenide määramiseks: RIF, RNGA Knighti järgi, vibrioimmobilisatsiooni meetod, kasutades O-koolera seerumit; arvestus tumevälja ja faasikontrastmikroskoobis. (2) peamine meetod - bakterioloogiline.(3) lisaks- seroloogiline: vibriotsiidi antikehade määramine patsiendi seerumis, kasutades bakteriolüüsi reaktsiooni (ravimitele). (4) geneetiline- toksiini tox+ patogeenide geenide molekulaargeneetiliste sondide kasutamine. Ravi. Esiteks - vee-soola ainevahetuse taastamine ja seejärel - antibiootikumide kasutamine, keemiaravi. Vee-soola metabolismi taastamiseks tuleks manustada suukaudselt või intravenoosselt soolalahuseid: KCl, NaCl, NaHCO3, glükoos jne. Süstitud ja väljatõmmatava vedeliku kogust tuleb rangelt kontrollida. Ärahoidmine. 6-kuuline immuunsus, ärge hoidke ära Bengali tüve. 1) V. cholerae, V. el-tor inaktiveeritud korpuskulaarne koolera vaktsiin; 2) keemiline kooleravaktsiin - mono (sisaldab kolerogeeni-anatoksiini ja serovari Inaba O-AG-d); 3) keemiline koolera vaktsiin - bi (serovarid Ogawa, Inaba).
1. Bakterite klassifitseerimise põhimõtted. Bakterite jaoks soovitatavad on järgmised taksonoomilised kategooriad: klass, osakond, järg, perekond, perekond, liik. Liiginimi vastab kahendnomenklatuurile, s.t koosneb kahest sõnast. Näiteks süüfilise tekitajaks on kirjutatud kui Treponema pallidum. Esimene sõna on perekonna nimi ja kirjutatakse suure algustähega, teine sõna tähistab liiki ja kirjutatakse väikese tähega. Liigi uuesti mainimisel lühendatakse üldnimetus algustäheks, näiteks: T.pallidum. bakterid kuuluvad prokarüootide, st tuumaeelsete organismide hulka, kuna neil on primitiivne tuum ilma kestata, tuum, histoonid ja tsütoplasmas puuduvad kõrgelt organiseeritud organellid Bakterid jagunevad kaheks domeeniks:« bakterid" ja "Arhea". Domeenis "bakterid» eristada saab järgmisi baktereid:
1) õhukese rakuseinaga bakterid, gramm (-);
2) paksu rakuseinaga bakterid, gramm(+);
3) bakt. ilma CS (klass Mollicutes - mükoplasmad)
arhebakterid ei sisalda rakuseinas peptidoglükaani. Neil on spetsiaalsed ribosoomid ja ribosomaalne RNA (rRNA). Õhukese seinaga grammi (-) eubakterite hulgas eristama:
Sfäärilised vormid ehk kokid (gonokokid, meningokokid, veillonellad);
Keerdunud vormid - spiroheedid ja spirillad;
Vardakujulised vormid, sealhulgas riketsiad.
Paksuseinaliste gram(+)eubakteriteni sisaldab:
Sfäärilised kujundid ehk kokid (stafülokokid, streptokokid, pneumokokid);
Vardakujulised vormid, samuti aktinomütseedid (hargnevad, filamentsed bakterid), korünebakterid (klubikujulised bakterid), mükobakterid ja bifidobakterid.
Õhukese seinaga gram(-) bakterid: Meningokokid, gonokokid, Veillonella, Rods, Vibrios, Campylobacter, Helicobacter, Spirilla, Spirochetes, Rickettsia, Chlamydia.
Paksuseinalised gram(+) bakterid: Pneumokokid, streptokokid, stafülokokid, vardad, batsillid, klostriidid, korünebakterid, mükobakterid, bifidobakterid, aktinomütseedid.
2. Nakkushaiguste patogeenide ravimiresistentsuse mehhanismid. Selle ületamise viisid. Antibiootikumiresistentsus on mikroobide resistentsus antimikroobsete keemiaravi ravimite suhtes. Baktereid tuleks pidada resistentseteks, kui neid ei neutraliseerita selliste ravimikontsentratsioonidega, mis makroorganismis tegelikult tekivad. Resistentsus võib olla loomulik ja omandatud.
Looduslik jätkusuutlikkus. Mõned mikroobiliigid on looduslikult resistentsed teatud antibiootikumide perekondadele kas sobiva sihtmärgi puudumise tõttu (näiteks mükoplasmadel ei ole rakuseina, mistõttu nad ei ole tundlikud kõikide sellel tasemel aktiivsete ravimite suhtes) või antud ravimi bakteriaalsest läbilaskvusest (näiteks gramnegatiivsed mikroobid, mis on suurte molekulaarsete ühendite suhtes 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. Kemoteraapiaravimitega kohanevad mitte ainult bakterid, vaid ka teised mikroobid – alates eukarüootsetest vormidest (algloomad, seened) kuni viirusteni välja. Mikroobide ravimiresistentsuse kujunemise ja leviku probleem on eriti oluline haiglanakkuste puhul, mida põhjustavad nn haiglatüved, millel on reeglina mitmekordne resistentsus antibiootikumide suhtes (nn polüresistentsus).
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, millele järgneb mutantide selektsioon (st selektsioon). Selekteerimine on eriti lihtne antibiootikumide juuresolekul, kuna sellistes tingimustes saavutavad mutandid eelise teiste ravimi suhtes tundlike rakkude ees. Mutatsioonid tekivad sõltumata antibiootikumi kasutamisest, st ravim ise ei mõjuta mutatsioonide esinemissagedust ega ole nende põhjus, vaid toimib valikufaktorina. Lisaks sünnitavad resistentsed rakud ja neid saab üle kanda järgmise peremehe (inimese või looma) kehasse, moodustades ja levitades resistentseid tüvesid. Mutatsioonid võivad olla: 1) ühekordsed (kui mutatsioon toimus ühes rakus, mille tulemusena sünteesitakse selles muutunud valgud) ja 2) mitmekordsed (mutatsioonide seeria, mille tulemusena mitte üks, vaid terve komplekt valkude muutused, näiteks penitsilliini siduvad valgud penitsilliiniresistentse pneumokoki korral);
Transmissiivsete resistentsusplasmiidide (R-plasmiidide) ülekanne. Resistentsusplasmiidid (transmissiivsed) kodeerivad tavaliselt ristresistentsust mitme antibiootikumide perekonna suhtes. Jaapani teadlased kirjeldasid esimest korda sellist mitmekordset resistentsust seoses soolebakteritega. Nüüd on näidatud, et see esineb teistes bakterirühmades. Mõningaid plasmiide saab üle kanda eri liiki bakterite vahel, mistõttu võib sama resistentsusgeeni leida ka üksteisest taksonoomiliselt kaugel asuvates bakterites. Näiteks beeta-laktamaas, mida kodeerib plasmiid TEM-1, on laialt levinud gramnegatiivsetes bakterites ja esineb Escherichia colis ja teistes soolebakterites, samuti penitsilliiniresistentsetes gonokokkides ja ampitsilliiniresistentsetes Haemophilus influenzae's;
R-geene (või migreeruvaid geneetilisi järjestusi) kandvate transposoonide ülekanne. Transposoonid võivad migreeruda kromosoomist plasmiidi ja vastupidi, samuti plasmiidist teise plasmiidi. Seega saab resistentsuse geene edasi anda tütarrakkudele või rekombinatsiooni teel teistele retsipientbakteritele.
Omandatud stabiilsuse rakendamine. Muutused bakterite genoomis viivad selleni, et muutuvad ka mõned bakteriraku omadused, mille tulemusena muutub see resistentseks antibakteriaalsete ravimite suhtes. Tavaliselt toimub ravimi antimikroobne toime järgmiselt: aine peab seonduma bakteriga ja läbima selle membraani, seejärel toimetama toimekohta, misjärel ravim interakteerub rakusiseste sihtmärkidega. Omandatud ravimiresistentsuse realiseerimine on võimalik igal järgmisel etapil:
sihtmärgi muutmine. Sihtensüümi saab muuta nii palju, et selle funktsioone ei häirita, kuid keemiaravi ravimiga seondumise võime (afiinsus) väheneb järsult või saab sisse lülitada ainevahetuse "möödaviigu", st rakus aktiveerub mõni muu ensüüm, mis see ravim ei mõjuta.
sihtmärgi "juurdepääsmatus". vähendades rakuseina läbilaskvust ja rakumembraanid või "effluko-mehhanism, kui rakk justkui "tõukab" antibiootikumi endast välja.
inaktiveerimine ravim koos bakteriaalsete ensüümidega. Mõned bakterid on võimelised tootma spetsiifilisi ensüüme, mis muudavad ravimid inaktiivseks (nt beetalaktamaasid, aminoglükosiide modifitseerivad ensüümid, klooramfenikoolatsetüültransferaas). Beeta-laktamaasid on ensüümid, mis lagundavad beeta-laktaamtsüklit, moodustades inaktiivseid ühendeid. Neid ensüüme kodeerivad geenid on bakterite vahel laialt levinud ja võivad asuda kas kromosoomis või plasmiidis.
Beeta-laktamaaside inaktiveeriva toime vastu võitlemiseks kasutatakse aineid - inhibiitoreid (näiteks klavulaanhape, sulbaktaam, tasobaktaam). Need ained sisaldavad oma koostises beeta-laktaamtsüklit ja on võimelised seonduma beetalaktamaasidega, vältides nende hävitavat toimet beetalaktaamidele. Samal ajal on selliste inhibiitorite sisemine antibakteriaalne toime madal. Klavulaanhape inhibeerib enamikku teadaolevaid beetalaktamaase. See on kombineeritud penitsilliinidega: amoksitsilliin, tikartsilliin, piperatsilliin.
Bakterite antibiootikumiresistentsuse teket on peaaegu võimatu vältida, kuid antimikroobseid ravimeid tuleb kasutada nii, et see ei aitaks kaasa resistentsuse tekkele ja levikule (eelkõige kasutada antibiootikume rangelt vastavalt näidustustele, vältida nende teket). kasutada profülaktilistel eesmärkidel, pärast 10-15 päeva antibiootikumiravi vahetada ravimit, võimalusel kasutada kitsa toimespektriga ravimeid, piiratud antibiootikumide kasutamine veterinaarmeditsiinis ja mitte kasutada neid kasvufaktorina).
Mikroorganismide morfoloogia on teadus, mis uurib nende kuju, struktuuri, paljunemis- ja liikumisviise.
See teadus on üsna ulatuslik ja tegeleb paljude probleemide uurimisega. Hoolimata asjaolust, et kõik mikroorganismid on inimsilmale nähtamatud, eksisteerivad nad endiselt ja on nii kehale "head" kui ka halvad.
Mikroobe leidub kõigis elutegevuse valdkondades: vees, pinnases, õhus ja ka teistes organismides.
Kuulus teadlane Levenguk, kes tegeles esimeste läätsede valmistamisega, võimaldas esmakordselt suurendada esemeid kuni kakssada korda, õppis baktereid tundma. Ja see, mida ta nägi, hämmastas teda täielikult. Teadlane sai teada, et mikroobid on kõikjal ja nad kõik erinevad üksteisest. Nii sai Leeuwenhoekist mikroorganismide avastaja.
Louis Pasteur hakkas tegelema sellise küsimusega nagu mikroorganismide morfoloogia ja sai teada, et neil pole mitte ainult erinev struktuur ja kuju, vaid need erinevad ka liikumis- ja paljunemisviiside poolest. Ta leidis, et mõned on inimkeha jaoks ja mõned on vastupidi kasulikud. Samuti avastas ta, et mikroobid, nagu pärm, võivad viia käärimisprotsessideni.
Organismide morfoloogia on võimaldanud paljudel teadlastel leiutada erinevaid vaktsiine, mis aitavad toime tulla surmavate inimeste haigustega.
Mikroorganisme peetakse planeedil Maa elavateks väikseimateks esindajateks. Enamasti on need üherakulised ja neid saab näha ainult väga võimsa mikroskoobiga.
Selle eluvormi suurust mõõdetakse mikromeetrites ja nanomeetrites. Looduses on neid tohutult palju, seega on neil olulisi erinevusi ehituses, eksisteerimis- ja liikumisviisis.
Vastavalt väljakujunenud jagunevad nad mitterakulisteks, üherakulisteks ja paljurakulisteks. Samal ajal jagunevad need järgmistesse kategooriatesse: seened, pärm, faagid, bakterid ja viirused.
Uurides sellist teemat nagu mikroorganismide morfoloogia, tuleks suurt tähelepanu pöörata bakteritele. Enamasti on need üherakulised organismid (kuigi on ka erandeid) ja nende suurus on üsna erinev. Mõned neist ulatuvad 500 mikronini.
Baktereid on mitut tüüpi, mis erinevad oma kuju poolest. Nende hulka kuuluvad vardakujulised, sfäärilised ja keerdunud organismid. Vaatame iga tüüpi lähemalt.
Meditsiinis nimetatakse neid "kokkideks". Enamasti on need ümara kujuga, kuigi mõnikord leidub ka ovaalseid ja oakujulisi mikroorganisme. Need võivad asuda mitte ainult üksikult, vaid ka paarikaupa, kettide või viinapuude kujul.
Paljud neist avaldavad inimkehale negatiivset mõju. Näiteks streptokokid põhjustavad allergiat ja stafülokokid mädaste ja põletikuliste protsesside teket.
Vardakujulisi baktereid peetakse kõige levinumaks. Nende hulka kuuluvad mikroorganismid, mis põhjustavad tuberkuloosi, kõhutüüfust, düsenteeriat.
Teatud tüüpi pulgad halbades tingimustes keskkond vormi vaidlusi. Neid baktereid nimetatakse batsillideks.
Eoste moodustumine on väga huvitav ja keeruline protsess, kuna seda tüüpi rakk ise erineb suuresti tavalisest batsillist. Igal eosel on tihe ja tugev kest, samas kui selles on tühine kogus vett. Selline rakk ei vaja üldse toitaineid, ta lõpetab liikumise ja paljunemise. Samal ajal võivad eosed olla eluks kohutavates tingimustes, näiteks liiga kõrgel või madalal temperatuuril. Kuid niipea, kui tuleb neile soodne keskkond, alustavad nad kohe oma elutähtsat tegevust.
Käärdunud bakterid esinevad kõige sagedamini komade või pööriste kujul. Tavaliselt põhjustavad sellised mikroorganismid selliseid haigusi nagu süüfilis ja koolera.
Paljud bakterid on võimelised liikuma ja nad teevad seda erineva kuju ja pikkusega lipukate abil.
Bakterid paljunevad jagunemise teel. See protsess on väga kiire (iga viieteistkümne kuni kahekümne minuti järel). Kiireimat paljunemist võib täheldada toiduainetel ja muudes kõrge toiteväärtusega keskkondades.
Viirusi võib omistada spetsiaalsele mikroorganismide rühmale, millel puudub rakuline struktuur. Sellised eluvormid on äärmiselt väikesed, mistõttu on neid võimalik näha vaid elektronmikroskoobi all. Teatud tüüpi viirused võivad koosneda ainult valkudest ja nukleiinhapetest.
Iga inimene on vähemalt korra elus kokku puutunud nende mikroorganismide põhjustatud haigustega. See hõlmab grippi, hepatiiti, leetreid ja paljusid muid haigusi.
See mikroorganismide rühm on samuti eriline. Seened ei sisalda klorofülli ega sünteesi ka orgaanilisi aineid. Nad vajavad valmistoitu. Seetõttu leidub seeni kõige sagedamini viljakatel muldadel või toiduainetel.
Seeni iseloomustatakse erinevaid viise aretus. See hõlmab mitte ainult aseksuaalseid ja seksuaalseid meetodeid, vaid ka vegetatiivseid.
Pärmid on üherakulised, liikumatud organismid, millel on palju erinevaid kujundeid. Esineb nii ümaraid kui ovaalseid liike, aga ka varda- ja poolkuukujulisi.
Seda tüüpi mikroorganismid on üsna laialt levinud. Neid leidub taimedel, pinnases ja ka toiduainetes, mis riknevad. Mõned neist on võimelised muutma suhkruid süsihappegaasiks ja etanool. Seda protsessi nimetatakse kääritamiseks. Selle järele on toiduainetööstuses suur nõudlus.
Tasub arvestada, et bakterid on esimene eluvorm, mis meie planeedile ilmus. Nende peamine omadus on raku struktuur. Erinevalt eukarüootidest (tuuma sisaldavad rakud) ei sisalda prokarüootid (bakterid) tuuma.
Sellised mikroorganismid elavad kõigis eluvaldkondades ja mõjutavad otseselt ka inimese elu.
Teadlased klassifitseerivad baktereid ka kasulikkuse põhimõtte järgi. Olemas kasulikud liigid ja kahjulik. Kasulik osaleda fotosünteesi protsessis, avaldab positiivset mõju seedeelundkond inimeste jaoks ja neid kasutatakse sageli ka tööstuses.
Mikroorganismide morfoloogia uurimine annab üldise ettekujutuse nende olemasolust ning võimaldab ka välja selgitada nende eelised ja kahju teatud olukordades.
Tavaline bakterirakk koosneb järgmistest komponentidest:
Plasma membraan. See rakuelement ei erine eukarüootsest membraanist.
Mesosoom on spetsiaalne komponent, mille abil on võimalik rakule kinnitada pärilikkusmaterjali.
Nukleotiid. See on mittetäielikult moodustunud tuum. See sisaldab kõiki kromosoome.
Ribosoomid on spetsiaalsed organellid, mis hõivavad umbes nelikümmend protsenti raku ruumist.
Lisaks ülalloetletud elementidele sisaldab prokarüootne rakk ka: kapslit, rakuseina ja limaskesta. Paljud bakterid on võimelised iseseisvalt liikuma ja pindadele klammerduma. Nad teevad seda spetsiaalsete lippude ja villi abil.
Viirus on eriline organism, millel puudub rakuline struktuur. Iga selle osake koosneb kestast ja ka tuuma keskel asuvast teabest.
Kuid struktuur on keerulisem kui teistel mikroorganismidel. Nende rakkudes on ka tuumad ja vakuoolid. Oma struktuurilt on nad väga sarnased taimedega, kuid neil on erinev kuju. Nad näevad välja nagu pikad ja hargnevad niidid, mida nimetatakse hüüfideks. Tavaliselt moodustavad sellised hüüfid seeneniidistiku.
Pärmirakud sisaldavad kõiki eukarüootide elemente, kuid lisaks on neil ka teisi komponente. Nende ainulaadsus seisneb selles, et neil on nii loomadele kui ka taimedele omased omadused.
Mikroorganismide morfoloogia ja füsioloogia võimaldavad mõista nende elu peamisi etappe. Bakterid, nagu ka keerulisemad eluvormid, sünteesivad lipiide, rasvu ja süsivesikuid. Kuid samal ajal on nende rakkudes toimuvad protsessid erinevad.
Teadlased eristavad kahte tüüpi eukarüoote: autotroofid ja heterotroofid.
Esimene tüüp on võimeline sünteesima orgaanilisi aineid anorgaanilistest ühenditest, samas kui teine tüüp toodab orgaaniliste komponentide muundamisprotsesse.
On ka saprofüüte. Nad toituvad surnud organismide sünteesitud ainetest.
Mikroorganismide struktuuri morfoloogia on bakterite eluea uurimisel üsna oluline komponent. Lisaks raku ehitusele tasub aga arvestada ka ainevahetuse tüüpidega. Struktuurne tüüp on käsitletud eespool. Samuti toimub energiavahetus.
Teadlased eristavad järgmisi energiatootmise liike:
Fotosüntees. Seda protseduuri saab läbi viia nii hapniku juuresolekul kui ka ilma selleta.
Käärimine. See energiline reaktsioon toimub fosforhappe ADP-le üle kandvate molekulide eraldumise tõttu.
Hingetõmme. Mikroorganismid saavad hingata mitte ainult hapnikuga, vaid ka orgaaniliste ja mineraalsete ühendite abil.
Päriliku teabe edastamiseks prokarüootide poolt on mitu võimalust (selles artiklis kirjeldatakse ka mikroorganismide morfoloogiat ja süstemaatikat). Vaatleme igaüks neist üksikasjalikult:
konjugatsioon - meetod päriliku teabe edastamiseks ühelt mikroorganismilt teisele ainult nende otsesel kokkupuutel;
transformatsioon - ülekande liik, mille käigus doonorid jagavad teavet retsipientidega;
transduktsioon - päriliku materjali otsese edastamise meetod faagide abil.
Prokarüootide struktuuri kõige täpsemaks uurimiseks kasutatakse selliseid meetodeid nagu mikroskoopia ja värvimine.
Mikroorganismide morfoloogiad saadakse elektron- ja valgusmikroskoobiga. Eksperdid on välja töötanud mitmeid meetodeid kõige täpsemate tulemuste saamiseks.
Morfoloogiline uurimismeetod võimaldab mikroskoobi abil uurida raku struktuuri, samuti selle liikuvust ja paljunemisvõimet.
Füsioloogiline meetod võimaldab arvestada mikroorganismide reaktsiooni erinevatele stiimulitele, samuti võimet kohaneda erinevate tingimustega.
Kultiveerimismeetodi abil on võimalik läbi viia mikroorganismi uuringuid toitekeskkonnas. See meetod võimaldab teil tuvastada võime kasvada ja paljuneda.
Mikroorganismide morfoloogia (mikrobioloogia) on väga oluline teadus, mis uurib baktereid ja teisi üherakulisi organisme. Ärge arvake, et bakterid põhjustavad ainult kahju loodusele ja inimkehale. See pole kaugeltki tõsi. Ilma nendeta oleks elu planeedil Maa võimatu.
