Velika većina bakterija je jednostanična. U obliku stanica mogu biti okrugli (koki), štapićasti (bacili, klostridije, pseudomonade), zavijeni (vibriji, spirile, spirohete), rjeđe - zvjezdasti, tetraedarski, kubični, C- ili O-oblika. Oblik određuje sposobnost bakterija kao što je vezanost za površinu, mobilnost, apsorpcija hranjivih tvari. Uočeno je, primjerice, da oligotrofi, odnosno bakterije koje žive s niskim sadržajem hranjivih tvari u mediju, imaju tendenciju povećanja omjera površine i volumena, npr. stvaranjem izraslina (tzv. proteze).
Razlikuju se tri bitne stanične strukture: * nukleoid * ribosomi * citoplazmatska membrana (CPM)
S vanjske strane CPM-a nalazi se nekoliko slojeva (stanična stijenka, čahura, sluznica), nazvanih stanična membrana, kao i površinske strukture (flagele, resice). CPM i citoplazma grupirani su zajedno u koncept protoplasta.
2. Genetika virusa. Virusi patogeni za ljude imaju dva glavna svojstva: nasljedstvo i varijabilnost, čije je proučavanje predmet posebne znanstvene discipline - genetike virusa. Populacijska struktura virusa a prirodu procesa koji se u njima odvijaju određuju sljedeći čimbenici. Velika veličina populacije, što povećava vjerojatnost mutacija koje se mogu pokupiti prirodnom selekcijom kada se promijene uvjeti za postojanje virusa. Brza smjena generacija omogućuje vam proučavanje varijabilnosti virusa ne samo u eksperimentu, već i promatranje njihove prirodne evolucije u prirodi. Haploidno i aseksualno razmnožavanje utvrditi: genetsku čistoću populacije (bez hibrida); nemogućnost očuvanja rezervi varijabilnosti zbog diploidnosti; trenutni ulazak mutanata pod kontrolu selekcije.
Mali kapacitet genoma i nedostatak gena koji se ponavljaju... Za provedbu infektivnog ciklusa potreban je funkcionalni integritet svih gena.
Mala promjena u jednom od njih može uzrokovati smrtonosni ili uvjetno smrtonosni učinak na virus.
Kontinuitet u dinamici epidemijskog procesa, budući da je preduvjet za očuvanje u prirodi prijenos na nove osjetljive domaćine. Virusne populacije dobro prilagođeni vanjskim uvjetima i ne prolaze značajne promjene tijekom dužeg vremenskog razdoblja. Kada se promijene uvjeti za opstanak stanovništva, to postaje nužno restrukturiranje nasljedne strukture, osiguravajući prilagodbu novom okruženju. Takvo je restrukturiranje moguće samo ako postoji populacija promijenjenih gena u općem genskom fondu. Genski fond virusnih populacija se stvara i nadopunjuje iz četiri glavna izvora: unutarnji čimbenici: mutacije, rekombinacije. Vanjski: uključivanje genetskog materijala stanice domaćina u genom (pojava genoma koji sadrže novi materijal), fenotipsko miješanje (obogaćivanje genskog fonda zbog priljeva gena iz drugih virusnih populacija).
3. Uzročnici kolere. Taksonomija. Karakteristično. Mikrobiološka dijagnostika. Specifična profilaksa i liječenje. Obitelj Vibrionaceae, rod vibrio, pogled V. cholerae Kolera - drevna antroponoza; još od Hipokratovog vremena poznata je kao "magi mara" - "velika pošast". Odnijela je milijune života. Karantenska infekcija.
Morfologija. Gram (-), blago zakrivljeni štapići (vrsta zareza.spore i kapsule (osim bengalskog soja) ne nastaju; bengalski soj tvori kapsulu u tijelu. Obvezni aerobi. Monotrichs, dužina bičaka može biti 2-3 puta duži od some, što uzrokuje veliku pokretljivost. Kulturna svojstva. Dobro rastu na jednostavnim hranjivim podlogama s alkalnom reakcijom (pH 8,5 - 9,5). Na 1% peptonske vode stvara delikatan film (aerobni). Na alkalni agar- češće glatke prozirne kolonije s plavkastom nijansom, rjeđe (u procesu disocijacije) - hrapave i presavijene kolonije. Biokemijska svojstva. U laboratorijskoj praksi se koristi biokemijska klasifikacija prema Heibergu(za cijeli rod Vibrio). Postoji 8 skupina kojima pripadaju uzročnici kolere 1. skupina(manoza k, saharoza k, arabinoza -). Formirajte indol. Antigenska struktura:(1) općenito pogled specifični H-AG - flagelat (2) Kao specifične O-AG - somatske 80 seroskupine razlikuju se po O-AG; V. cholerae, el-tor - seroskupina 01 (02 uzrokuje enteritis, gastroenteritis). O1-AG se sastoji od frakcija A, B i C, njihove kombinacije tvore serovare. 3 serovar : Inaba (AS), Ogawa (AB) (glavni patogeni), Gikoshima (ABC) (srednji). Soj bengal - serovar 0-139. Faktori patogenosti:(1) flagella- aktivno promicanje bakterija do enterocita u sloju sluzi; (2) ljepljivost- pio; (3) kapsula u bengalskom soju; (4) toksini: 1 vrsta - endotoksin(O-AG), 2 vrste - egzoenterotoksin- kolerogena, glavni simptom; identične u sva tri patogena. 2 podjedinice: B - netoksičan, potiče adheziju toksina na enterocite; A - sam toksin, prodire u enterocite, gdje aktivira AC, što dovodi do nakupljanja cAMP-a koji pojačava lučenje vode, natrija i klora iz stanica i remeti apsorpciju kalija; 3 vrste - termostabilni toksin, utječe na natrij-kalijevu ATPazu; kao rezultat - proljev, teška dehidracija; (5) neuraminidaza- potiče prianjanje vibrija na enterocite i prodiranje u stanicu; Bolest.Izvor- bolestan, vibrionosac. Spremnik- hidrobiontima. Put zaraze- prehrambeni, kada se pije kontaminirana voda (povrće, vodeni organizmi itd.). Glavni klinički oblici- enteritis kolere, gastroenteritis. Trajanje inkubacije- nekoliko sati - 6 dana. Prvi simptom- proljev, Drugi simptom- obilno ponavljano povraćanje fontanom, dehidracija, desalinizacija tijela, slabost mišića, vrtoglavica, promuklost glasa, oštar gubitak turgora kože. Mikrobiološka dijagnostika: (1) ekspresne metode: za određivanje hipertenzije uzročnika: RIF, RNGA prema Rytsayu, metoda imobilizacije vibrija pomoću O-kolere seruma; obračun u mikroskopu s tamnim poljem i fazno-kontrastnim mikroskopom. (2) glavna metoda - bakteriološki.(3) dodatni- serološki: određivanje vibriocidnih antitijela u serumu bolesnika reakcijom bakteriolize (za rekonvalescente). (4) genetski- korištenje molekularno genetskih sondi za tox + gene toksina patogena. Liječenje... Prije svega - obnova metabolizma vode i soli, a zatim - uporaba antibiotika, kemoterapije. Obnavljanje metabolizma vode i soli treba provoditi uvođenjem fizioloških otopina per os ili intravenozno: KCl, NaCl, NaHCO3, glukoza itd. Volumen ubrizgane i uklonjene tekućine mora se strogo kontrolirati. Prevencija. Imunitet 6 mjeseci, ne sprječava bengalski soj. 1) inaktivirano korpuskularno cjepivo protiv kolere od V. cholerae, V. el-tor; 2) kemijsko cjepivo protiv kolere - mono (sadrži kolerog-toksoid i O-AG serovara Inaba); 3) kemijsko cjepivo protiv kolere - bi (serovari Ogawa, Inaba).
1.Načela klasifikacije bakterija. Za bakterije preporučuju se sljedeće taksonomske kategorije: klasa, odjeljak, red, obitelj, rod, vrsta. Naziv vrste odgovara binarnoj nomenklaturi, odnosno sastoji se od dvije riječi. Na primjer, uzročnik sifilisa piše se kao Treponema pallidum. Prva riječ je naziv roda i piše se velikim slovom, druga riječ označava vrstu i piše se malim slovom. Kada se vrsta ponovno spomene, generički naziv se skraćuje na početno slovo, na primjer: T.pallidum. Bakterije pripadaju prokariotima, odnosno prenuklearnim organizmima, budući da imaju primitivnu jezgru bez ljuske, jezgre, histona, a u citoplazmi nema visoko organiziranih organela Bakterije su podijeljene u 2 domene:« Bakterije"i"Archaea". U domeni "Bakterije"Mogu se razlikovati sljedeće bakterije:
1) bakterije s tankom staničnom stijenkom, gram (-);
2) bakterije s debelom staničnom stijenkom, gram (+);
3) bakterija. bez CS (klasa Mollicutes - mikoplazma)
Arhebakterije ne sadrže peptidoglikan u staničnoj stijenci. Imaju posebne ribosome i ribosomalnu RNK (rRNA). Među gramima (-) eubakterije tankih stijenki razlikovati između:
Kuglasti oblici, ili koki (gonokoki, meningokoki, veilonela);
Uvijeni oblici - spirohete i spirile;
Oblici u obliku štapa, uključujući rikecije.
Na eubakterije debelih stijenki (+). uključuju:
Kuglasti oblici, ili koki (stafilokoki, streptokoki, pneumokoki);
Štapićasti oblici, kao i aktinomicete (granaste, filamentozne bakterije), korinebakterije (klavate bakterije), mikobakterije i bifidobakterije.
gram (-) bakterije tankih stijenki: Meningokoki, gonokoki, veilonela, štapići, vibriji, kampilobakter, helikobakter, spirila, spiroheta, rikecije, klamidija.
gram (+) bakterije debelih stijenki: Pneumokoki, streptokoki, stafilokoki, štapići, bacili, klostridije, korinebakterije, mikobakterije, bifidobakterije, aktinomicete.
2. Mehanizmi rezistencije na lijekove uzročnika zaraznih bolesti. Načini prevladavanja. Rezistencija na antibiotike je otpornost mikroba na antimikrobne kemoterapijske lijekove. Bakterije treba smatrati rezistentnim ako ih ne neutraliziraju takve koncentracije lijeka koje se stvarno stvaraju u makroorganizmu. Otpornost može biti prirodna ili stečena.
Prirodna otpornost... Neke vrste mikroba prirodno su otporne na određene obitelji antibiotika, bilo kao posljedica nedostatka odgovarajuće mete (na primjer, mikoplazme nemaju staničnu stijenku, stoga nisu osjetljive na sve lijekove koji djeluju na ovoj razini) , ili kao rezultat nepropusnosti bakterija za određeni lijek (na primjer, gram-negativni mikrobi manje propusni za spojeve velikih molekula od gram-pozitivnih bakterija, budući da njihova vanjska membrana ima "male" pore).
Stečena otpornost. Stjecanje rezistencije biološki je obrazac povezan s prilagodbom mikroorganizama na uvjete okoline. To je, iako u različitom stupnju, istinito za sve bakterije i sve antibiotike. Ne samo bakterije se prilagođavaju kemoterapijskim lijekovima, već i drugi mikrobi - od eukariotskih oblika (protozoa, gljivica) do virusa. Problem nastajanja i širenja rezistencije mikroba na lijekove posebno je značajan za bolničke infekcije uzrokovane takozvanim „bolničkim sojevima“, koji u pravilu imaju višestruku rezistenciju na antibiotike (tzv. multirezistentnost na lijekove).
Genetska osnova stečene rezistencije. Otpornost na antibiotike određuju i održavaju geni rezistencije (r-geni) i uvjeti koji olakšavaju njihovo širenje u mikrobnim populacijama. Stečena rezistencija na lijekove mogu nastati i širiti se u bakterijskoj populaciji kao rezultat:
Mutacije u kromosomu bakterijske stanice s naknadnom selekcijom (tj. selekcijom) mutanata. Selekcija je posebno laka u prisutnosti antibiotika, jer u tim uvjetima mutanti stječu prednost u odnosu na ostale stanice u populaciji koje su osjetljive na lijek. Mutacije nastaju bez obzira na uporabu antibiotika, tj. sam lijek ne utječe na učestalost mutacija i nije njihov uzrok, već služi kao faktor selekcije. Nadalje, rezistentne stanice daju potomstvo i mogu se prenijeti na sljedećeg domaćina (čovjeka ili životinje), stvarajući i šireći rezistentne sojeve. Mutacije mogu biti: 1) pojedinačne (ako se mutacija dogodila u jednoj stanici, zbog čega se u njoj sintetiziraju promijenjeni proteini) i 2) višestruke (niz mutacija, zbog kojih ne jedna, već cijeli skup promjene proteina, na primjer, proteini koji vežu penicilin u pneumokoku otpornom na penicilin);
Prijenos plazmida prijenosne rezistencije (R-plazmidi). Plazmidi rezistencije (prenosivi) obično kodiraju križnu rezistenciju na nekoliko obitelji antibiotika. Po prvi put su japanski istraživači opisali takvu višestruku otpornost protiv crijevnih bakterija. Sada se pokazalo da se nalazi i u drugim skupinama bakterija. Neki se plazmidi mogu prenositi između bakterija različitih vrsta, pa se isti gen otpornosti može naći u bakterijama koje su taksonomski udaljene jedna od druge. Na primjer, beta-laktamaza, kodirana plazmidom TEM-1, široko je rasprostranjena u gram-negativnim bakterijama i nalazi se u E. coli i drugim crijevnim bakterijama, kao i u gonokoku otpornom na penicilin i Haemophilus influenzae otpornom na ampicilin;
Prijenos transpozona koji nose r-gene (ili migratorne genetske sekvence). Transpozoni mogu migrirati s kromosoma na plazmid i obrnuto, kao i s plazmida na drugi plazmid. Na taj se način geni otpornosti mogu prenijeti na stanice kćeri ili rekombinacijom na druge bakterije primatelje.
Ostvarenje stečene otpornosti. Promjene u genomu bakterije dovode do toga da se mijenjaju i neka svojstva bakterijske stanice, zbog čega ona postaje otporna na antibakterijske lijekove. Obično se antimikrobni učinak lijeka provodi na ovaj način: agens mora kontaktirati bakteriju i proći kroz njezinu membranu, zatim se mora isporučiti na mjesto djelovanja, nakon čega lijek stupa u interakciju s intracelularnim ciljevima. Ostvarenje stečene rezistencije na lijekove moguće je u svakoj od sljedećih faza:
modifikacija cilja... Ciljni enzim može se mijenjati na način da se njegove funkcije ne narušavaju, ali se sposobnost vezanja za kemoterapijski lijek (afinitet) naglo smanjuje ili se može uključiti “bypass” put metabolizma, odnosno drugi enzim aktivira se u stanici koja nije podložna djelovanju ovog lijeka ...
Ciljana "nedostupnost" zbog smanjenja propusnosti stanične stijenke i staničnih membrana, ili “effluco mehanizma, kada stanica, takoreći, “gura” antibiotik iz sebe.
inaktivacija pripravak s bakterijskim enzimima. Neke bakterije su sposobne proizvoditi specifične enzime koji lijekove čine neaktivnim (na primjer, beta-laktamaze, enzimi koji modificiraju aminoglikozide, kloramfenikol acetiltransferaza). Beta-laktamaze su enzimi koji razgrađuju beta-laktamski prsten i stvaraju neaktivne spojeve. Geni koji kodiraju ove enzime široko su rasprostranjeni među bakterijama i mogu biti i u kromosomu i u plazmidu.
Za suzbijanje inaktivirajućeg učinka beta-laktamaza koriste se inhibitorne tvari (na primjer, klavulanska kiselina, sulbaktam, tazobaktam). Ove tvari sadrže beta-laktamski prsten i mogu se vezati za beta-laktamaze, sprječavajući njihov destruktivni učinak na beta-laktame. Istodobno, intrinzična antibakterijska aktivnost takvih inhibitora je niska. Klavulanska kiselina inhibira većinu poznatih beta-laktamaza. Kombinira se s penicilinima: amoksicilin, tikarcilin, piperacilin.
Gotovo je nemoguće spriječiti razvoj rezistencije na antibiotike kod bakterija, ali je potrebno antimikrobne lijekove koristiti na način da ne pospješuje razvoj i širenje rezistencije (posebice koristiti antibiotike strogo prema indikacijama, kako bi se izbjeglo njihovu primjenu u profilaktičke svrhe, nakon 10-15 dana antibiotske terapije promijeniti lijek, po mogućnosti koristiti lijekove uskog spektra djelovanja, antibiotike u veterini koristiti u ograničenoj mjeri i ne koristiti ih kao faktor rasta).
Predavanje broj 5 Morfologija i taksonomija mikroorganizama. Prokarioti (bakterije i aktinomiceti).
1 Morfologija i taksonomija mikroorganizama. Morfologija mikroorganizama proučava njihov izgled, oblik i strukturne značajke, sposobnost kretanja, sporuliranja i načine razmnožavanja. Morfološke značajke igraju važnu ulogu u prepoznavanju i klasifikaciji mikroorganizama. Od davnina se živi svijet dijeli na dva kraljevstva: kraljevstvo biljaka i kraljevstvo životinja. Kada je otkriven svijet mikroorganizama, oni su izolirani u zasebno kraljevstvo. Tako je do 19. stoljeća cijeli svijet živih organizama bio podijeljen na tri kraljevstva. U početku se klasifikacija mikroorganizama temeljila na morfološkim znakovima, budući da osoba nije znala ništa više o njima. Do kraja 19. stoljeća opisane su mnoge vrste; različiti znanstvenici, uglavnom botaničari, podijelili su mikroorganizme u skupine usvojene za klasifikaciju biljaka. Godine 1897., za taksonomiju mikroba, počeli su se koristiti, zajedno s morfološkim i fiziološkim znakovima. Kako se kasnije pokazalo, za znanstveno utemeljenu klasifikaciju samo neki znakovi nisu dovoljni. Stoga se koristi skup značajki:
Morfološki (oblik, veličina, pokretljivost, razmnožavanje, sporulacija, boja po Gramu);
Kulturni (priroda rasta na tekućim i čvrstim hranjivim medijima);
Fiziološki i biokemijski (priroda akumuliranih proizvoda);
Genotipska (fizička i kemijska svojstva DNK).
Genosistematika omogućuje određivanje vrste mikroorganizama ne po sličnosti, već po srodstvu. Utvrđeno je da se nukleotidni sastav ukupne DNA tijekom razvoja mikroorganizama u različitim uvjetima ne mijenja. S- i R-oblici su identični u sastavu DNK. Pronađeni su i takvi mikroorganizmi koji imaju sličan nukleotidni sastav DNK, iako pripadaju različitim sustavnim skupinama: Escherichia coli i neke corynebacteria. To ukazuje da u sistematici (taksonomiji) mikroba treba uzeti u obzir različite karakteristike.
Donedavno su se sva živa bića stanične građe, ovisno o odnosu jezgre i organela s citoplazmom, sastavu stanične stijenke i drugim karakteristikama, dijelila u dvije skupine (kraljevstva):
1.1 Prokarioti-prenuklearni (dodijeljeni - organizmi koji nemaju dobro definiranu jezgru, predstavljenu molekulom DNA u obliku prstena; peptidoglikan (murein) i teihoična kiselina dio su stanične stijenke; ribosomi imaju konstante sedimentacije 70; energetski centri stanice nalaze se u mezosomima i nema organela).
1.2 Eukarioti su nuklearni (s jasno definiranom jezgrom odvojenom od citoplazme membranom; peptidoglikana i teihoinske kiseline nema u staničnoj stijenci; citoplazmatski ribosomi su veći; konstanta sedimentacije 80; energetski procesi se odvijaju u mitohondrijima; organele imaju golgiju); složeni, itd.).
Kasnije se pokazalo da među mikroorganizmima postoje i nestanični oblici-virusi pa je stoga identificirana treća skupina (kraljevstvo) - vira.
Za označavanje mikroorganizama usvaja se dvostruka (binarna) nomenklatura koja uključuje naziv roda i vrste. Generičko ime piše se velikim slovom (malo), specifično ime (čak i izvedeno iz prezimena) - malim (malim). Na primjer, bacil antraksa naziva se Bacillus anthracis, Escherichia coli i Aspergillus niger.
Glavna (najniža) taksonomska jedinica je vrsta. Vrste se grupiraju u rodove, rodovi - u obitelji, obitelji - u redove, redovi - u klase, klase - u odjele, odjele - u kraljevstva.
Vrsta je skup jedinki istog genotipa s izraženom fenotipskom sličnošću.
Kultura - mikroorganizmi dobiveni iz životinje, čovjeka, biljke ili supstrata vanjskog okoliša i uzgojeni na hranjivom mediju. Čiste kulture sastoje se od jedinki iste vrste (potomci dobiveni iz jedne stanice - klon).
Soj je kultura iste vrste izolirana iz različitih staništa i koja se razlikuje po neznatnim promjenama svojstava. Na primjer, E. coli izolirana iz ljudskog tijela, goveda, vodenih tijela, tla, može biti različitih sojeva.
2 Prokarioti (bakterije i aktinomiceti). Bakterije (prokarioti) su velika skupina mikroorganizama (oko 1600 vrsta), od kojih je većina jednostanična. Oblik i veličina bakterija. Glavni oblici bakterija su sferni, štapićasti i zavijeni. Kuglaste bakterije - kokije imaju uobičajeni oblik kuglice, spljoštene su, ovalne ili grahaste. Koki mogu biti u obliku pojedinačnih stanica - monokoka (mikrokoka) ili kombinirani u raznim kombinacijama: u paru - diplokoka, po četiri stanice - tetrakoka, u obliku više ili manje dugih lanaca - streptokoka, kao i u obliku kubični grozdovi (u obliku paketa) od osam stanica, smještenih u dva sloja jedan iznad drugog - sarcini. Postoje grozdovi nepravilnih oblika, nalik grozdovima - stafilokoki. Bakterije u obliku štapića mogu biti pojedinačne ili povezane u parove – diplobakterije, lanci od tri do četiri ili više stanica – streptobakterije. Odnos između duljine i debljine štapića je vrlo različit. Zakrivljene ili zakrivljene bakterije razlikuju se po duljini, debljini i stupnju zakrivljenosti. Štapići blago zakrivljeni u obliku zareza nazivaju se vibriji, štapići s jednim ili više uvojaka u obliku vadičepa nazivaju se spirile, a tanki štapići s brojnim uvojcima nazivaju se spirohete. Zahvaljujući korištenju elektronskog mikroskopa za proučavanje mikroorganizama u prirodnim prirodnim supstratima, pronađene su bakterije koje imaju poseban oblik stanice: zatvoreni ili otvoreni prsten (toroidi); s izraslinama (šavovima); u obliku crva - dugačak sa zakrivljenim vrlo tankim krajevima; a također i u obliku šesterokutne zvijezde.
Veličina bakterija je vrlo mala: od desetinki mikrometra (μm) do nekoliko mikrometara. U prosjeku, veličina tijela većine bakterija je 0,5-1 mikrona, a prosječna duljina štapićastih bakterija je 2-5 mikrona. Postoje bakterije koje su puno veće od prosječne veličine, a neke su na rubu vidljivosti u konvencionalnim optičkim mikroskopima. Oblik tijela bakterija, kao i njihova veličina, mogu varirati ovisno o dobi i uvjetima rasta. Međutim, pod određenim, relativno stabilnim uvjetima, bakterije zadržavaju svoju inherentnu veličinu i oblik. Masa bakterijske stanice je vrlo mala, otprilike 4-10-1 :! G.
Struktura bakterijske stanice . Stanica prokariotskih organizama, koji uključuju bakterije, ima temeljne ultrastrukturne značajke. Stanična stijenka (membrana) važan je strukturni element većine bakterija. Stanična stijenka čini 5 do 20% suhe tvari stanice. Ima elastičnost, služi kao mehanička barijera između protoplasta i okoline i daje stanici određeni oblik. Stanična stijenka sadrži heteropolimerni spoj specifičan za prokariotske stanice - peptidoglikan (murein), kojeg nema u staničnim stijenkama eukariotskih organizama. Prema metodi bojenja koju je predložio danski fizičar H. Gram (1884), bakterije se dijele u dvije skupine: gram-pozitivne i gram-negativne. Gram-pozitivne stanice zadržavaju boju, dok gram-negativne stanice ne zadržavaju, što je posljedica razlika u kemijskom sastavu i ultrastrukturi njihovih staničnih stijenki. Kod gram-pozitivnih bakterija stanične stijenke su deblje, amorfne, sadrže veliku količinu mureina (od 50 do 90% suhe mase stanične stijenke) i teihoične kiseline. Stanične stijenke gram-negativnih bakterija su tanje, slojevite, sadrže puno lipida, malo mureina (5-10%), a nema teihoične kiseline.
Stanična stijenka bakterije često je prekrivena sluzom. Sluzni sloj može biti tanak, jedva prepoznatljiv, ali može biti značajan, može formirati kapsulu. Kapsula je često mnogo veća od bakterijske stanice. Sluz staničnih stijenki ponekad je toliko jak da se kapsule pojedinih stanica spajaju u sluzne mase (zoogele), u kojima su isprepletene bakterijske stanice. Sluzne tvari koje stvaraju neke bakterije ne zadržavaju se kao kompaktna masa oko stanične stijenke, već difundiraju u okoliš. Kada se brzo razmnožavaju u tekućim supstratima, bakterije koje stvaraju sluz mogu ih pretvoriti u kontinuiranu sluzavu masu. Taj se fenomen ponekad opaža u šećernim ekstraktima iz repe u proizvodnji šećera. Za kratko vrijeme šećerni sirup se može pretvoriti u viskoznu sluzavu masu. Meso, kobasice, svježi sir podliježu sluzi; promatra se viskoznost mlijeka, kiselih krastavaca, kiselog povrća, piva, vina. Intenzitet stvaranja sluzi i kemijski sastav sluzi ovise o vrsti bakterije i uvjetima uzgoja. Kapsula ima korisna svojstva, sluz štiti stanice od nepovoljnih uvjeta - kod mnogih bakterija proizvodnja sluzi se povećava u takvim uvjetima. Kapsula štiti stanicu od mehaničkih oštećenja i isušivanja, stvara dodatnu osmotsku barijeru, služi kao prepreka prodiranju faga, antitijela, a ponekad je i izvor rezervnih hranjivih tvari. Citoplazmatska membrana odvaja sadržaj stanice od stanične stijenke. Ovo je obvezna struktura svake stanice. Ako je narušen integritet citoplazmatske membrane, stanica gubi svoju održivost. Citoplazmatska membrana čini 8-15% suhe tvari stanice. Membrana sadrži do 70-90% staničnih lipida, njena debljina je 7-10 nm 1. Na presjecima stanica u elektronskom mikroskopu vidljiva je u obliku troslojne strukture - jedan lipidni sloj i dva sloja proteina koji se nalaze uz njega s obje strane. Citoplazmatska membrana mjestimice prodire u stanicu, stvarajući sve vrste membranskih struktura. Sadrži razne enzime; polupropusna je, igra važnu ulogu u razmjeni tvari između stanice i okoline. Citoplazma bakterijske stanice je polutekući, viskozni, koloidni sustav. Ponegdje je prožeta membranskim strukturama – mezosomima, koji su nastali iz citoplazmatske membrane i zadržali vezu s njom. Mezosomi imaju različite funkcije; u njima i s njima povezanoj citoplazmatskoj membrani nalaze se enzimi uključeni u energetske procese – u opskrbu stanice energijom. Dobro razvijeni mezozomi nalaze se samo u gram-pozitivnih bakterija, kod gram-negativnih su slabo razvijeni i jednostavnije su strukture. Citoplazma sadrži ribosome, nuklearni aparat i razne inkluzije. Ribosomi su raspršeni u citoplazmi u obliku granula veličine 20-30 nm; ribosomi su otprilike 60% ribonukleinske kiseline (RNA) i 40% proteina. Ribosomi su odgovorni za sintezu proteina u stanicama. U bakterijskoj stanici, ovisno o njezinoj starosti i životnim uvjetima, može biti 5-50 tisuća ribosoma. Nukleoidni aparat bakterija naziva se nukleoid. Elektronska mikroskopija ultratankih presjeka bakterijske stanice omogućila je utvrđivanje da je nositelj genetske informacije stanice molekula deoksiribonukleinske kiseline (DNK). DNK je u obliku dvostrukog spiralnog lanca, zatvorenog u prsten; naziva se i "bakterijski kromosom". Nalazi se u određenom području citoplazme, ali nije odvojen od nje vlastitom membranom.
Citoplazmatski inkluzije bakterijske stanice su raznolike, uglavnom pohranjuju hranjive tvari koje se talože u stanicama kada se razvijaju u uvjetima viška hranjivih tvari u okolišu, a troše se kada su stanice u uvjetima gladovanja. U bakterijskim stanicama talože se polisaharidi: glikogen, škrobna tvar granuloze, koja se koristi kao izvor ugljika i energije. Lipidi se nalaze u stanicama u obliku granula i kapljica. Masti su dobar izvor ugljika i energije. Mnoge bakterije nakupljaju polifosfate; sadržane su u granulama volutina i koriste ih stanice kao izvor fosfora i energije. Molekularni sumpor se taloži u stanicama sumpornih bakterija.
Pokretljivost bakterija . Globularne bakterije su obično nepokretne. Bakterije u obliku štapa su i pokretne i nepokretne. Zakrivljene i smotane bakterije su pokretne. Neke se bakterije kreću klizeći. Većina bakterija kreće se flagelama. Flagele su tanke, spiralno uvijene niti proteinske prirode koje mogu izvoditi rotacijske pokrete. Duljina flagela je različita, a debljina je toliko mala (10-20 nm) da se u svjetlosnom mikroskopu mogu vidjeti tek nakon posebne obrade stanice. Prisutnost, broj i položaj flagela stalni su znakovi za vrstu i imaju dijagnostičku vrijednost. Bakterije s jednim flagelom na kraju stanice nazivaju se monotrihi; sa snopom flagela - lophotrichs ", sa snopom flagella na oba kraja stanice - amphitrichs; bakterije kod kojih se flagele nalaze na cijeloj povrsini stanice nazivaju se peritrihije. Brzina kretanja bakterija je velika: u sekundu, stanica s flagelama može putovati 20-50 puta više od duljine svog tijela. U nepovoljnim životnim uvjetima, starenjem stanice, mehaničkim djelovanjem može se izgubiti pokretljivost. Osim bića, na površini kod nekih bakterija postoji veliki broj filamentoznih formacija, mnogo tanjih i kraćih od flagella - fimbriae (ili pili) ...
Razmnožavanje bakterija. Za prokariotske stanice karakteristična je jednostavna dioba stanica na dva dijela. Stanična dioba počinje, u pravilu, neko vrijeme nakon diobe nukleoida. Bakterije u obliku šipke dijele se poprijeko, sfernog oblika u različitim ravninama. Ovisno o orijentaciji podjelne ravnine i njihovom broju nastaju različiti oblici: pojedinačni koki, upareni, lančani, u obliku paketa, grozdova. Značajka reprodukcije bakterija je brzina procesa. Brzina podjele ovisi o vrsti bakterije, uvjetima uzgoja: neke vrste se dijele svakih 15-20 minuta, druge - nakon 5-10 sati. Ovom podjelom broj bakterijskih stanica dnevno doseže ogroman broj. To se često opaža u prehrambenim proizvodima: brzo kiseljenje mlijeka zbog razvoja bakterija mliječne kiseline, brzo kvarenje mesa i ribe zbog razvoja truležnih bakterija itd.
Formiranje spora. Spore u bakterijama obično nastaju u nepovoljnim uvjetima razvoja: s nedostatkom hranjivih tvari, promjenama temperature, pH, s nakupljanjem metaboličkih proizvoda iznad određene razine. Sposobnost stvaranja spora posjeduju uglavnom bakterije u obliku štapa. U svakoj stanici nastaje samo jedna spora (endospora).
Formiranje spora je složen proces, u njemu se razlikuje nekoliko faza: prvo se opaža restrukturiranje genetskog aparata stanice, mijenja se morfologija nukleoida. Sinteza DNK se zaustavlja u stanici. Nuklearna DNK se izvlači kao lanac, koji se zatim dijeli; dio je koncentriran na jednom od polova stanice. Ovaj dio stanice naziva se sporogena zona. U sporogenoj zoni citoplazma se zgušnjava, zatim je ovo područje odvojeno od ostatka staničnog sadržaja pregradom (septumom). Odsječeno područje prekriveno je membranom matične stanice, formira se tzv. prosfora. Prospora je struktura smještena unutar matične stanice, od koje je odvojena dvjema membranama: vanjskom i unutarnjom. Između membrana nastaje kortikalni sloj (korteks) koji je po kemijskom sastavu sličan staničnoj stijenci vegetativne stanice. Osim peptidoglikana, korteks sadrži dipikolinsku kiselinu (C 7 H 8 O 4 Mg) koja je odsutna u vegetativnim stanicama. Nakon toga, na vrhu prospore se formira ljuska spore, koja se sastoji od nekoliko slojeva. Broj, debljina i struktura slojeva različiti su za različite vrste bakterija. Površina vanjske ljuske može biti glatka ili s izraslinama različitih duljina i oblika. Na vrhu ljuske spore često se stvara još uvijek tanak pokrov koji okružuje sporu u obliku ovoja – egzosporija.
Spore su obično okruglog ili ovalnog oblika. Promjer spora nekih bakterija prelazi širinu stanice, zbog čega se mijenja oblik stanica koje nose spore. Stanica poprima oblik vretena (klostridij) ako se spora nalazi u njenom središtu, ili obliku batka (plektridij) kada je spora blizu kraja stanice.
Nakon sazrijevanja spore, matična stanica umire, njezina membrana se uništava, a spora se oslobađa. Proces stvaranja spora traje nekoliko sati.
Prisutnost guste, nepropusne membrane u sporama bakterija, nizak sadržaj vode u njoj, velika količina lipida, kao i prisutnost kalcija i dipikolinska kiselina uzrokuju visoku otpornost spora na čimbenike okoliša. Spore mogu biti održive stotinama ili čak tisućama godina. Na primjer, iz leševa mamuta i egipatskih mumija koji datiraju tisućama godina unatrag, izolirane su održive spore. Spore su otporne na visoke temperature: u suhom stanju umiru nakon zagrijavanja na 165-170 ° C tijekom 1,5-2 sata, a s pregrijanom parom (u autoklavu) - na 121 ° C tijekom 15-30 minuta.
U povoljnim uvjetima, spora raste u vegetativnu stanicu; ovaj proces obično traje nekoliko sati.
Spora koja klija počinje aktivno apsorbirati vodu, aktiviraju se njezini enzimi i intenziviraju se biokemijski procesi koji dovode do rasta. Tijekom klijanja spora, korteks se pretvara u staničnu stijenku mlade vegetativne stanice; dipikolinska kiselina i kalcij se oslobađaju u okoliš. Vanjska ljuska spore pukne, kroz lomove izbija "izdanak" nove stanice iz koje potom nastaje vegetativna bakterijska stanica.
Kvarenje hrane uzrokuju samo vegetativne stanice. Poznavanje čimbenika koji doprinose stvaranju spora u bakterijama, te čimbenika koji uzrokuju njihovo klijanje u vegetativne stanice, važno je pri odabiru načina obrade proizvoda kako bi se spriječilo njihovo mikrobno kvarenje.
Gore navedene informacije karakteriziraju uglavnom takozvane prave bakterije. Postoje i drugi, manje-više različiti od njih, koji uključuju sljedeće.
Filamentozne (filamentne bakterije). To su višestanični organizmi u obliku filamenta različite duljine, promjera od 1 do 7 mikrona, pokretni ili pričvršćeni na podlogu. Uglavnom niti s ljigavim omotačem. Mogu sadržavati magnezijev oksid ili željezove okside. Žive u vodenim tijelima, nalaze se u tlu.
Miksobakterije. To su bakterije u obliku štapa koje se kreću klizeći. Oni tvore plodna tijela – nakupine stanica zarobljenih u sluzi. Stanice u plodištu prelaze u stanje mirovanja – miksospore. Ove bakterije žive u tlu, na raznim biljnim ostacima.
Bakterije pupoljke i stabljike razmnožavaju se pupanjem, uhodom ili oboje. Postoje vrste s izraslinama - šavovima. Žive u tlu i vodenim tijelima.
Aktinomicete. Bakterije su razgranate. Neki su blago razgranati štapići (vidi sliku 2, e), drugi su u obliku tankih razgranatih niti koje tvore jednostanični micelij. Aktinomicete micelija, koje se nazivaju "blistave gljive", razmnožavaju se sporama koje se razvijaju na zračnim granama micelija. Aktinomicete su obojene; rasprostranjene su u prirodi. Također se nalaze u hrani i mogu uzrokovati kvarenje. Proizvod poprima karakterističan zemljani miris. Mnogi aktinomiceti proizvode antibiotike. Postoje vrste koje su patogene za ljude i životinje.
mikoplazma. Organizmi bez stanične stijenke prekriveni su samo troslojnom membranom. Stanice su vrlo male, ponekad ultramikroskopske veličine (oko 200 nm), pleomorfne (različitih oblika) - od kokoidnih do filamentoznih. Neki uzrokuju bolesti kod ljudi, životinja, biljaka.
Osnove taksonomije bakterija Suvremeni sustavi za klasifikaciju bakterija su u biti umjetni, grupirajući bakterije u određene skupine na temelju njihove sličnosti u kompleksu morfoloških, fizioloških, biokemijskih i genotipskih karakteristika.U tu svrhu koriste se Bergijeve smjernice za definiciju bakterija (1974., 8. izdanje i 1984. - 9. izdanje). Prema 8. izdanju, svi prokarioti su podijeljeni u dva odjeljka - cijanobakterije i bakterije. Prvi dio - cijanobakterije (modrozelene alge) - su fototrofni mikroorganizmi. Drugi dio su bakterije. Ovaj odjel je podijeljen u 19 grupa. 17. skupina uključuje aktinomicete. Prema 9. izdanju, kraljevstvo prokariota podijeljeno je na četiri dijela, ovisno o prisutnosti ili odsutnosti stanične stijenke i kemijskom sastavu: prvi dio - tankokoži, uključuje skupine bakterija, gram-negativne, fototrofne i cijanobakterije; u 2. odjeljku - tvrdokorne, uključene su skupine bakterija koje se odnose na gram pozitivne boje; treći dio uključuje mikoplazme - bakterije koje nemaju staničnu stijenku; četvrti dio uključuje metan-formirajuće i arhebakterije (posebna skupina bakterija koje žive u ekstremnim uvjetima okoliša i jedan su od najstarijih oblika života).
Klasifikacija bakterija... Odluka Međunarodnog kodeksa za bakterije preporučila je sljedeće taksonomske kategorije: klasa, odjeljak, red, obitelj, rod, vrsta. Naziv vrste odgovara binarnoj nomenklaturi, odnosno sastoji se od dvije riječi. Na primjer, uzročnik sifilisa piše se kao Treponema pallidum. Prva riječ je uključena
naslov roda piše se velikim slovom, druga riječ označava vrstu i piše se malim slovom. Kada se vrsta ponovno spomene, generički naziv se skraćuje na početno slovo, na primjer: T.pallidum.
Bakterije se svrstavaju u prokariote, tj. prednuklearni organizmi, budući da imaju primitivnu jezgru bez ljuske, nukleolus, histone. a u citoplazmi nema visoko organiziranih organela (mitohondrije, Golgijev aparat, lizosomi itd.)
U Burgeyjevom starom Vodiču za sustavnu bakteriologiju, bakterije su podijeljene u 4 odjeljka prema karakteristikama bakterijske stanične stijenke: Gracilikuti - eubakterije s tankom staničnom stijenkom, gram-negativne; Firmicutes - eubakterije s debelom staničnom stijenkom, gram-pozitivne; Tenerikuti - eubakterije bez stanične stijenke; Mendosicutes - arheje s defektnom staničnom stijenkom.
Svaki odjel podijeljen je u odjeljke, ili grupe, prema boji po Gramu, obliku stanice, potrebi za kisikom, pokretljivosti, metaboličkim i nutritivnim karakteristikama.
Prema 2. izdanju (2001.) SmjernicaBurgey, bakterije su podijeljene u 2 domene:"Bakterije" i "Arheje" (tablica 2.1).
Stol. Karakteristike domeneBakterijeiArchaea
|
Domena"bakterije"(eubakterije) |
DomenaArchaea "(arhebakterije) |
|
U domeni "Bakterije" može se razlikovati sljedeće bakterije: 1) bakterije s tankom staničnom stijenkom, gram-negativne *; 2) bakterije s debelom staničnom stijenkom, gram-pozitivne **; 3) bakterijska beta stanična stijenka (klasa Mollicutes - mikoplazma) |
Arhibakterije ne sadrže peptidoglikan u staničnoj stijenci. Imaju posebne ribosome i ribosomske RNA (rRNA). Pojam "archaebacteria" pojavio se 1977. To je jedan od najstarijih oblika života, na što ukazuje prefiks "arche". Među njima nema infektivnih uzročnika. |
* Među gram-negativnim eubakterijama tankih stijenki razlikovati između:
sferni oblici, ili koki (gonokoki, meningokoki, veilonela);
uvijeni oblici - spirohete i spirile;
štapićasti oblici, uključujući rikecije.
** Za gram-pozitivne eubakterije debelih stijenki uključuju:
sferni oblici, ili koki (stafilokoki, streptokoki, pneumokoki);
štapićasti oblici, kao i aktinomicete (granaste, filamentozne bakterije), korinebakterije (klavate bakterije), mikobakterije i bifidobakterije (slika 2.1).
Većina gram-negativnih bakterija grupirana je u vrstu proteobakterija. na temelju sličnosti u ribosomskoj RNA "Proteobacteria" - nazvana po grčkom bogu Proteusu. poprima različite oblike). Pojavili su se iz opće fotosinteze. tik predak.
Gram-pozitivne bakterije, prema istraživanim sekvencama ribosomske RNA, zasebna su filogenetska skupina s dvije velike podrazdjele - s visokim i niskim omjerom G+ C (genetska sličnost). Kao i proteobakterije, ova skupina je metabolički raznolika.
Na domenu "Bakterije„Uključuje 22 vrste, od kojihSljedeće su od medicinske važnosti:
VrstaProteobakterije
Razred Alfaproteobakterije. Poroda: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Razred Betaproteobakterije. Poroda: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Razred Gamaproteobakterije. Poroda: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Pasidencia, Salmonella, Serrateersia
Razred Deltaproteobakterije. Rod: Bilophila
Razred Epsilonproteobakterije. Poroda: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
VrstaFirmicutes (glavniputgrampolo zhivnye)
Razred klostridija. Poroda: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gram negativna)
Razred Mollicutes. Porod: mikoplazma, ureaplazma
Razred Bacili. Poroda: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
Vrstaaktinobakterije
Razred aktinobakterije. Poroda: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
VrstaClamydiae
Razred Clamydiae. Poroda: Clamydia, Clamydophila
VrstaSpirohete
Razred Spirohete. Poroda: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Bacteroidetes tip
Razred Bacteroidetes. Poroda: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Razred Flavobakterije. porođaj: Flavobacterium
Podjela bakterija prema strukturnim značajkama stanične stijenke povezana je s mogućom varijabilnosti njihove boje u jednoj ili drugoj boji prema Gram metodi. Prema ovoj metodi, koju je 1884. godine predložio danski znanstvenik H. Gram, ovisno o rezultatima bojenja, bakterije se dijele na gram-pozitivne, obojene u plavo-ljubičastu, i gram-negativne, obojene crvenom bojom. Međutim, pokazalo se da bakterije s tzv. gram-pozitivnim tipom stanične stijenke (deblji od one kod gram-negativnih bakterija), na primjer, bakterije roda Mobiluncus i neke bakterije koje stvaraju spore, umjesto uobičajenog gram. -pozitivna boja, imaju gram-negativnu obojenost. Stoga su za taksonomiju bakterija značajke strukture i kemijskog sastava staničnih stijenki od veće važnosti od bojanja po Gramu.
2.2.1. Oblici bakterija
Postoji nekoliko glavnih oblika bakterija (vidi sliku 2.1) - kokoidni, štapićasti, uvijeni i razgranati, filamentozni oblici bakterija.
Kuglasti oblici, ili koki,- kuglaste bakterije veličine 0,5-1,0 mikrona*, koje se prema svom relativnom položaju dijele na mikrokoke, diplokoke, streptokoke, tetrakoke, sarcine i stafilokoka.
mikrokoki(od grčkog. mikros - male) - odvojeno smještene stanice.
Diplococci(od grčkog. diploos - dupli), ili parni koki, raspoređeni su u parove (pneumokok, gonokok, meningokok), budući da se stanice nakon diobe ne razilaze. Pneumokok (uzročnik upale pluća) ima lancetasti oblik na suprotnim stranama, i gonokoka(uzročnik gonoreje) i meningokok (uzročnik epidemijskog meningitisa) su u obliku zrna kave okrenutih jedno prema drugom konkavnom površinom.
Streptokoke(od grčkog. streptoze - lanac) - stanice zaobljenog ili izduženog oblika, koje čine lanac zbog stanične diobe u jednoj ravnini i održavaju vezu između njih na mjestu diobe.
Sarcinas(od lat. sarcina - snop, bala) raspoređeni su u obliku paketa od 8 ili više koka, budući da nastaju tijekom stanične diobe u tri međusobno okomite ravnine.
Stafilokoki(od grčkog. stafile - grozd) - kokice, raspoređenih u obliku grozda kao rezultat podjele u različitim ravninama.
Bakterije u obliku štapa razlikuju se po veličini, obliku krajeva stanica i međusobnom rasporedu stanica. Duljina stanica varira od 1,0 do 10 µm, debljina je od 0,5 do 2,0 µm. Coli može biti točna (E. coli, itd.) i netočna (corynebacterium i itd.) oblici, uključujući grananje, na primjer, u aktinomicetama. Najmanje štapićaste bakterije su rikecije.
Krajevi štapića mogu biti odrezani (bacil antraksa), zaobljeni (Escherichia coli), šiljasti (fuzobakterije) ili u obliku zadebljanja. U potonjem slučaju, štap izgleda kao buzdovan (corynebacterium diphtheria).
Blago zakrivljene šipke nazivaju se vibriji (Vibrio cholerae). Većina bakterija u obliku štapića nasumično je locirana, jer se nakon diobe stanice razilaze. Ako nakon diobe stanice ostanu povezane -
Oni su uobičajeni fragmenti stanične stijenke i ne divergiraju, tada se nalaze pod kutom jedan prema drugom (corynebacterium diphtheria) ili tvore lanac (antraks bacil).
Zakrivljeni oblici- spiralne bakterije, na primjer spirila, koji imaju izgled zavijenih stanica nalik vadičepu. Patogeni spiril uključuje uzročnika sodoku (bolest ugriza štakora). Crimped također uključuju cam-pylobacteria i helicobacteria, koje imaju zavojima poput krila galeba koji leti; Bliske su im i bakterije poput spirohete. Spirohete- tanka, duga, naborana
spiralne) bakterije koje se od spirile razlikuju po pokretljivosti zbog fleksijskih promjena u stanicama. Spirohete se sastoje od vanjske membrane
stanične stijenke), okružujući protoplazmatski cilindar s citoplazmatskom membranom i aksijalnim filamentom (aksistilom). Aksijalni filament nalazi se ispod vanjske membrane stanične stijenke (u periplazmi) i, takoreći, uvija se oko protoplazmatskog cilindra spirohete, dajući joj spiralni oblik (primarni uvojci spirohete). Aksijalni filament sastoji se od periplazmatskih fibrila, analoga bakterijskih flagela, i kontraktilni je protein koji se naziva flagelin. Vlakna su pričvršćena na krajeve stanice (slika 2.2) i usmjerena su jedna prema drugoj. Drugi kraj fibrila je slobodan. Broj i mjesto fibrila variraju od vrste do vrste. Vlakna su uključena u kretanje spiroheta, dajući stanicama rotacijsko, fleksijsko i translacijsko kretanje. U ovom slučaju, spirohete tvore petlje, kovrče, zavoje, koje se nazivaju sekundarnim kovrčama. Spirohete
boje se slabo percipiraju. Obično su obojeni prema Romanovsky-Giemsi ili posrebreni. Žive spirohete se ispituju pomoću faznog kontrasta ili mikroskopije u tamnom polju.
Spirohete su zastupljene s 3 roda patogena za ljude: Treponema, borelija, Leptospira.
Treponema(rod Treponema) izgledaju kao tanke vadičep uvijene niti s 8-12 ujednačenih malih kovrča. Oko protoplasta treponema nalaze se 3-4 fibrila (flagella). Citoplazma sadrži citoplazmatske filamente. Patogeni predstavnici su T.pallidum - uzročnik sifilisa, T.pertenue - uzročnik tropske bolesti je fram-bezia. Tu su i saprofiti - stanovnici ljudskih usta, mulj rezervoara.
borelija(rod borelija), za razliku od treponema, oni su duži, imaju 3-8 velikih kovrča i 7-20 fibrila. To uključuje uzročnika povratne groznice (V.recurrentis) i uzročnici lajmske bolesti (V.burgdorferi i tako dalje.).
Leptospira(rod Leptospira) imaju plitke i česte kovrče - u obliku upletenog užeta. Krajevi ovih spiroheta su zakrivljeni poput udica sa zadebljanim krajevima. Formirajući sekundarne kovrče, poprimaju oblik slova S ili sa; imaju 2 aksijalna filamenta (flagella). Patogeni predstavnik L. u terrogans uzrokuje leptospirozu kada se unese s vodom ili hranom, što dovodi do razvoja krvarenja i žutice.
u citoplazmi, a neke u jezgri zaraženih stanica. Žive u člankonošcima (uši, buhe, krpelji), koji su im domaćini ili prijenosnici. Rickettsiae su dobile ime po H. T. Rickettsu, američkom znanstveniku koji je prvi opisao jednog od patogena (Stjenovita pjegava groznica). Oblik i veličina rikecija mogu varirati (stanice nepravilnog oblika, nitaste) ovisno o uvjetima rasta. Struktura rikecije se ne razlikuje od strukture gram-negativnih bakterija.
Rikecije imaju metabolizam neovisan o stanici domaćinu; međutim, moguće je da primaju makroergijske spojeve iz stanice domaćina za svoju reprodukciju. U razmazima i tkivima obojeni su prema Romanovsky-Giemsi, prema Macchiavell-Zdrodovskom (rikecije su crvene, a inficirane stanice plave).
Kod ljudi rikecije uzrokuju epidemijski tifus (Rikecije prowazekii), rikecioza koju prenose krpelji (R. sibirica), Pjegava groznica Rocky Mountaina (R. rikecije) i druge rikecije.
Elementarna tijela ulaze u epitelnu stanicu endocitozom uz stvaranje unutarstanične vakuole. Unutar stanica se povećavaju i pretvaraju u dijeljena retikularna tijela, tvoreći nakupine u vakuolama (inkluzijama). Elementarna tijela nastaju iz retikularnih tijela koja napuštaju stanice egzocitozom ili staničnom lizom. Izlazak iz
elementarne tjelesne stanice ulaze u novi ciklus, inficirajući druge stanice (slika 16.11.1). Kod ljudi klamidije uzrokuju oštećenja očiju (trahom, konjuktivitis), urogenitalnog trakta, pluća itd.
Aktinomicete- granaste, nitaste ili štapićaste gram-pozitivne bakterije. Njegovo ime (od grč. actis - Ray, mykes - gljiva) dobili su u vezi s stvaranjem druza u zahvaćenim tkivima - granule čvrsto isprepletenih niti u obliku zraka koje se protežu od središta i završavaju zadebljanjima u obliku tikvice. Aktinomicete, poput gljiva, tvore micelij – niti upletene stanice (hife). Tvore supstratni micelij, koji nastaje kao posljedica urastanja stanica u hranjivi medij, i zračni micelij koji raste na površini medija. Aktinomiceti se mogu podijeliti fragmentacijom micelija na stanice slične štapićastim i kokoidnim bakterijama. Na zračnim hifama aktinomiceta nastaju spore koje služe za razmnožavanje. Spore aktinomiceta obično nisu otporne na toplinu.
Zajedničku filogenetsku granu s aktinomicetama tvore takozvane nokardi-like (nokardioformne) aktinomicete, skupljajuća skupina štapićastih bakterija nepravilnog oblika. Njihovi pojedinačni predstavnici tvore granaste oblike. To uključuje bakterije iz roda Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Aktinomicete slične nokardiji razlikuju se po prisutnosti šećera arabinoze i galaktoze u staničnoj stijenci, kao i mikolne kiseline i velike količine masnih kiselina. Mikolne kiseline i lipidi staničnih stijenki određuju kiselinsku rezistenciju bakterija, posebice mikobakterija tuberkuloze i gube (pri obojenju prema Tsilu-Nelsenu crvene su, a bakterije i elementi tkiva koji nisu otporni na kiseline, sputum su plavi).
Patogeni aktinomiceti uzrokuju aktinomikozu, nokardiju - nokardiozu, mikobakterije - tuberkulozu i gubu, korinebakterije - difteriju. U tlu su rasprostranjeni saprofitski oblici aktinomiceta i aktinomiceta sličnih nokardiji, a mnogi od njih su proizvođači antibiotika.
Stanične stijenke- snažna, elastična struktura koja bakterijama daje određeni oblik i zajedno s podložnom citoplazmatskom membranom "sputava" visoki osmotski tlak u bakterijskoj stanici. Sudjeluje u procesu diobe stanica i transporta metabolita, ima receptore za bakteriofage, bakteriocine i razne tvari. Najdeblja stanična stijenka kod gram-pozitivnih bakterija (sl. 2.4 i 2.5). Dakle, ako je debljina stanične stijenke gram-negativnih bakterija oko 15-20 nm, onda kod gram-pozitivnih bakterija može doseći 50 nm ili više.
mikoplazma- male bakterije (0,15-1,0 mikrona), okružene samo citoplazmatskom membranom. Oni pripadaju klasi Mollicutes, sadrže sterole. Zbog nepostojanja stanične stijenke, mikoplazme su osmotski osjetljive. Imaju različite oblike: kokoidne, nitaste, u obliku tikvice. Ovi oblici su vidljivi tijekom fazno-kontrastne mikroskopije čistih kultura mikoplazmi. Na gustom hranjivom mediju mikoplazme stvaraju kolonije nalik pečenim jajima: središnji neprozirni dio, uronjen u medij, i prozirna periferija u obliku kruga.
Mikoplazme izazivaju SARS kod ljudi (mikoplazma pneumoniae) i lezije genitourinarnog trakta (M.homi- niš i tako dalje.). Mikoplazme uzrokuju bolesti ne samo kod životinja, već i kod biljaka. Nepatogeni predstavnici su prilično rašireni.
2.2.2. Struktura bakterijske stanice
Struktura bakterija dobro je proučavana elektronskom mikroskopom cijelih stanica i njihovih ultratankih presjeka, kao i drugim metodama. Bakterijska stanica je okružena membranom koja se sastoji od stanične stijenke i citoplazmatske membrane. Ispod ovojnice je protoplazma, koja se sastoji od citoplazme s inkluzijama i jezgre koja se naziva nukleoid. Postoje dodatne strukture: kapsula, mikrokapsula, sluz, flagella, pili (slika 2.3). Neke bakterije mogu formirati spore pod nepovoljnim uvjetima.
U staničnoj stijenci gram-pozitivnih bakterija sadrži malu količinu polisaharida, lipida, proteina. Glavna komponenta stanične stijenke ovih bakterija je višeslojni peptidoglikan (mu-rein, mucopeptide), koji čini 40-90% mase stanične stijenke. Teihoične kiseline (od grč. teichos - zid), čije su molekule lanci od 8-50 ostataka glicerola i ribitola povezani fosfatnim mostovima. Oblik i snagu bakterija daje kruta vlaknasta struktura višeslojnog, umreženog peptidoglikana povezanog s peptidima.
Peptidoglikan je predstavljen paralelnim molekulama glikan... koji se sastoji od ponavljajućih ostataka N-acetilglukozamina i N-acetilmuramske kiseline povezanih glikozidnom vezom. Ove veze razbija lizozim, koji je acetilmuramidaza. Molekule glikana povezane su preko N-acetilmuramske kiseline unakrsnom peptidnom vezom od četiri aminokiseline ( tetrapeptid). Otuda i naziv ovog polimera - peptidoglikan.
Peptidna veza peptidoglikana u gram-negativnim bakterijama temelji se na tetrapeptidima koji se sastoje od izmjeničnih L- i D-aminokiselina, na primjer: L-alanin - D-glutaminska kiselina - mezo-diaminopimelna kiselina - D-alanin. Imati E.coli (gram-negativna bakterija) peptidni lanci su međusobno povezani preko D-alanina jednog lanca i mezo-diaminopimeli-
nova kiselina je drugačija. Sastav i struktura peptidnog dijela peptidoglikana gram-negativnih bakterija su stabilni, za razliku od peptidoglikana gram-pozitivnih bakterija, čije se aminokiseline mogu razlikovati po sastavu i slijedu. Peptidoglikan tetrapeptidi u gram-pozitivnim bakterijama međusobno su povezani polipeptidnim lancima od 5 ostataka
glicin (pentaglicin). Umjesto mezo-diamino-pimelinske kiseline, često sadrže lizin. Elementi glikana (acetilglukozamin i acetilmuramska kiselina) i tetrapeptidne aminokiseline (mezo-diaminopimelinska i D-glutaminska kiselina, D-alanin) karakteristična su za bakterije, jer ih nema u životinja i ljudi.
Sposobnost gram-pozitivnih bakterija, kada su obojene prema Gramu, da zadrže gentian violet u kompleksu s jodom (plavo-ljubičasta boja bakterija) povezana je sa svojstvom višeslojnog peptidoglikana da komunicira s bojom. Osim toga, naknadna obrada bakterijskog razmaza alkoholom uzrokuje sužavanje pora u peptidoglikanu i na taj način zadržava boju u staničnoj stijenci. Nakon izlaganja alkoholu, gram-negativne bakterije gube boju, što je posljedica manje količine peptidoglikana (5-10% mase stanične stijenke); oni su bezbojni od alkohola i postaju crveni kad se tretiraju fuksinom ili safraninom.
V sastav stanične stijenke gram-negativnih bakterija uključuje vanjsku membranu, vezanu lipoproteinom na temeljni sloj peptidoglikana (sl. 2.4 i 2.6). Tijekom elektronske mikroskopije ultratankih dijelova bakterija, vanjska membrana izgleda kao valna troslojna struktura, slična unutarnjoj membrani, koja se naziva citoplazmatska. Glavna komponenta ovih membrana je bimolekularni (dvostruki) lipidni sloj.
Vanjska membrana je mozaična struktura koju predstavljaju lipopolisaharidi, fosfolipidi i proteini. Njegov unutarnji sloj predstavljaju fosfolipidi, au vanjskom sloju se nalazi lipopolisaharid(LPS). Dakle, vanjska membrana je asimetrična. LPS vanjske membrane sastoji se od tri fragmenta:
lipid A - konzervativna struktura, praktički ista u gram-negativnim bakterijama;
jezgra, ili jezgra, dio kore (lat. jezgra - jezgra), relativno očuvana oligosaharidna struktura;
visoko varijabilni O-specifični polisaharidni lanac formiran ponavljanjem identičnih oligosaharidnih sekvenci.
LPS je "usidren" u vanjskoj membrani pomoću lipida A, koji uzrokuje toksičnost LPS-a i stoga je identificiran s endotoksinom. Uništavanje bakterija antibioticima oslobađa velike količine endotoksina, što može uzrokovati endotoksični šok u bolesnika. Jezgra, ili središnji dio LPS-a, odstupa od lipida A. Najkonstantniji dio LPS jezgre je keto-deoksioktonska kiselina (3-deoksi-O-man-no-2-oktulozvučna kiselina). O-specifičan lanac koji se proteže od jezgre molekule LPS-a određuje seroskupinu, serovar (vrstu bakterija otkrivenih imunološkim serumom) određenog soja bakterija. Dakle, koncept LPS-a povezan je s konceptom O-antigena, po kojem se bakterije mogu razlikovati. Genetske promjene mogu dovesti do defekata, "skraćenja" bakterijskog LPS-a i rezultirajućih "grubih" kolonija R-oblika.
Proteini matriksa vanjske membrane prožimaju je na način da proteinske molekule, nazvane porini, graniče s hidrofilnim porama kroz koje prolaze voda i male hidrofilne molekule relativne mase do 700 Da.
Između vanjske i citoplazmatske membrane nalazi se periplazmatski prostor, odnosno periplazma, koji sadrži enzime (proteaze, lipaze, fosfataze,
nukleaze, beta-laktamaze), kao i komponente transportnih sustava.
Kada se pod utjecajem lizozima, penicilina, zaštitnih čimbenika organizma i drugih spojeva poremeti sinteza bakterijske stanične stijenke, nastaju stanice promijenjenog (često sfernog) oblika: protoplasti su bakterije potpuno lišene stanične stijenke; sferoplasti su bakterije s djelomično očuvanom staničnom stijenkom. Nakon uklanjanja inhibitora stanične stijenke, takve promijenjene bakterije mogu se preokrenuti, odnosno dobiti punopravnu staničnu stijenku i vratiti svoj izvorni oblik.
Bakterije sfero- ili protoplastnog tipa koje su pod utjecajem antibiotika ili drugih čimbenika izgubile sposobnost sinteze peptidoglikana i sposobne se razmnožavati nazivaju se L-oblici (iz naziva Instituta D. Lister, gdje su prvi put proučavane ). L-oblici također mogu nastati kao rezultat mutacija. To su osmotski osjetljive, sferične stanice u obliku tikvice različitih veličina, uključujući i one koje prolaze kroz bakterijske filtere. Neki L-oblici (nestabilni), nakon uklanjanja faktora koji je doveo do promjena u bakterijama, mogu se preokrenuti, "vraćajući se" u izvornu bakterijsku stanicu. L-oblici mogu stvarati mnoge uzročnike zaraznih bolesti.
Citoplazmatske membrane ana u elektronskoj mikroskopiji ultratankih presjeka, to je troslojna membrana (2 tamna sloja debljine 2,5 nm svaki odvojena su svjetlom - međuproduktom). Po strukturi (vidi slike 2.5 i 2.6) sličan je plazmalemi životinjskih stanica i sastoji se od dvostrukog sloja lipida, uglavnom fosfolipida, s ugrađenom površinom, kao i integralnih proteina, koji kao da prodiru kroz strukturu membrane. Neki od njih su permeaze uključene u transport tvari.
Citoplazmatska membrana je dinamička struktura s pokretnim komponentama, stoga je predstavljena kao pokretna fluidna struktura. Okružuje vanjski dio citoplazme bakterija i sudjeluje u regulaciji osmotskog tlaka
cija, transport tvari i energetski metabolizam stanice (zbog enzima transportnog lanca elektrona, adenozin trifosfataze i dr.).
S prekomjernim rastom (u usporedbi s rastom stanične stijenke), citoplazmatska membrana stvara invaginate - invaginacije u obliku složeno uvijenih membranskih struktura zvanih mezozomi. Manje zamršeno uvijene strukture nazivaju se intracitoplazmatske membrane. Uloga mezosoma i intracitoplazmatskih membrana nije u potpunosti shvaćena. Čak se pretpostavlja da su oni artefakt koji nastaje nakon pripreme (fiksacije) preparata za elektronsku mikroskopiju. Ipak, vjeruje se da derivati citoplazmatske membrane sudjeluju u diobi stanica, dajući energiju za sintezu stanične stijenke, sudjeluju u izlučivanju tvari, sporulaciji, odnosno u procesima s velikom potrošnjom energije.
Citoplazma zauzima glavninu bakterijske stanice i sastoji se od topivih proteina, ribonukleinskih kiselina, inkluzija i brojnih malih granula - ribosoma odgovornih za sintezu (translaciju) proteina.
Bakterijski ribosomi imaju veličinu od oko 20 nm i koeficijent sedimentacije od 70S, za razliku od SOS ribosoma karakterističnih za eukariotske stanice. Stoga neki antibiotici, vežući se na bakterijske ribosome, potiskuju sintezu bakterijskih proteina bez utjecaja na sintezu proteina eukariotskih stanica. Bakterijski ribosomi mogu se disocirati u dvije podjedinice - 50S i 30S. Ribosomalna RNA (rRNA) su konzervativni elementi bakterija ("molekularni sat" evolucije). 16S rRNA je dio male podjedinice ribosoma, a 23S rRNA dio je velike podjedinice ribosoma. Proučavanje 16S rRNA temelj je genosistematike, što omogućuje procjenu stupnja srodnosti organizama.
Citoplazma sadrži različite inkluzije u obliku granula glikogena, polisaharida, beta-hidroksimaslačne kiseline i polifosfata (volutina). Akumuliraju se kada postoji višak hranjivih tvari u okolišu i
igraju ulogu rezervnih tvari za potrebe prehrane i energije.
Volutin ima afinitet prema osnovnim bojama i lako se otkriva posebnim metodama bojenja (na primjer, prema Neisseru) u obliku metakromatskih granula. S toluidin plavim ili metilenskim plavim, volutin je obojen crvenoljubičasto, a citoplazma bakterije je plava. Karakterističan raspored granula volutina otkriva se u bacilu difterije u obliku staničnih stupova koji se intenzivno boje. Metakromatska obojenost volutina povezana je s visokim sadržajem polimeriziranog anorganskog polifosfata. U elektronskoj mikroskopiji izgledaju kao granule guste elektronom veličine 0,1-1,0 mikrona.
Nukleoid- ekvivalent jezgri u bakterijama. Nalazi se u središnjoj zoni bakterija u obliku dvolančane DNK, zatvorene u prsten i čvrsto zbijene poput lopte. Jezgra bakterija, za razliku od eukariota, nema nuklearnu ovojnicu, nukleolu i bazične proteine (histone). Obično bakterijska stanica sadrži jedan kromosom, predstavljen molekulom DNA zatvorenog prstena.Ako je podjela poremećena, u njoj se mogu konvergirati 4 ili više kromosoma. Nukleoid se detektira u svjetlosnom mikroskopu nakon bojenja DNK-specifičnim metodama: prema Felgenu ili prema Romanovsky-Giemsi. Na uzorcima difrakcije elektrona ultratankih dijelova bakterija, nukleoid ima oblik svjetlosnih zona s fibrilarnim, filamentoznim strukturama DNK, povezanih s određenim područjima s
citoplazmatska membrana ili mezo-
mine uključene u replikaciju kromosoma (vidi slike 2.5 i 2.6).
Osim nukleoida, predstavljenog jednim
kromosom, bakterijska stanica sadrži
nekromosomski faktori nasljeđa -
plazmidi (vidi odjeljak 5.1.2.), koji predstavljaju
su kovalentno zatvoreni DNK prstenovi.
Kapsula, mikrokapsula, sluz ... Kapsula-
mukozna struktura debljine više od 0,2 mikrona, čvrsto povezana sa staničnom stijenkom bakterija i koja ima jasno definirane vanjske granice. Kapsula se razlikuje u brisevima-otiscima od patološkog materijala. U čistim kulturama bakterija nastaje kapsula
rjeđe. Otkriva se posebnim metodama bojenja razmaza prema Burri-Ginsu, koje stvaraju negativan kontrast tvari kapsule: tinta stvara tamnu pozadinu oko kapsule.
Kapsula se sastoji od polisaharida (ek-zopolisaharida), ponekad od polipeptida; na primjer, u bacilu antraksa, sastoji se od polimera D-glutaminske kiseline. Kapsula je hidrofilna i sadrži veliku količinu vode. Sprječava fagocitozu bakterija. Antigenska kapsula: uzrokuju je protutijela protiv kapsule povećanje (reakcija natečena i ja kapsula ly).
Mnoge bakterije tvore mikrokapsulu - sluznicu debljine manje od 0,2 mikrona, koja se otkriva samo elektronskom mikroskopom. Sluz treba razlikovati od kapsule - mukoidnih egzopolisaharida koji nemaju jasne vanjske granice. Sluz je topiva u vodi.
Mukoidni egzopolisaharidi karakteristični su za mukoidne sojeve Pseudomonas aeruginosa, koji se često nalaze u sputumu bolesnika s cističnom fibrozom. Bakterijski egzopolisaharidi sudjeluju u adheziji (adheziji na supstrate); nazivaju se i gliko-
čašica. Osim sinteze egzopolisaharida od strane bakterija, postoji još jedan mehanizam za njihovo stvaranje: djelovanjem ekstracelularnih enzima bakterija na disaharide. Kao rezultat toga nastaju dekstrani i levani.
Kapsula i sluz štite bakterije od oštećenja, isušivanja, budući da su hidrofilni, dobro vežu vodu, sprječavaju djelovanje zaštitnih čimbenika makroorganizma i bakteriofaga.
Flagella bakterije određuju pokretljivost bakterijske stanice. Flagele su tanke niti koje potječu od citoplazmatske membrane i dulje su od same stanice (slika 2.7). Debljina flagele 12-20 nm, duljina 3-15 mikrona. Sastoje se od 3 dijela: spiralnog filamenta, kuke i bazalnog tjelešca koji sadrži štapić s posebnim diskovima (1 par diskova za gram-pozitivne bakterije i 2 para za gram-negativne bakterije). Flagele su diskovima pričvršćene na citoplazmatsku membranu i staničnu stijenku. Time se stvara učinak elektromotora sa šipkom - rotorom koji rotira flagellum. Kao izvor energije koristi se razlika u protonskim potencijalima kroz citoplazmatsku membranu. Mehanizam rotacije osigurava proton ATP sintetaza. Brzina rotacije flageluma može doseći 100 r / s. Ako bakterija ima nekoliko flagela, one se počinju sinkrono rotirati, ispreplićući se u jedan snop, tvoreći svojevrsni propeler.
Flagele se sastoje od proteina - flagelina (od. flagelum - flagellum), koji je antigen - tzv. H-antigen. Podjedinice flagelina su spiralno uvijene.
Broj flagela u bakterijama raznih vrsta varira od jedne (monotrihozne) u Vibrio cholerae do desetaka i stotina flagela koje se protežu duž perimetra bakterije (peritrichus), u E. coli, Proteus, itd. Lofotrihi imaju snop bičaka na jednom od krajeva ćelije. Amfitrihi imaju jedan bičak ili snop bičaka na suprotnim krajevima stanice.
Flagele se otkrivaju elektronskom mikroskopijom preparata prskanih teškim metalima ili u svjetlosnom mikroskopu nakon obrade posebnim metodama baziranim na jetkanju i adsorpciji raznih
tvari koje dovode do povećanja debljine flagella (na primjer, nakon posrebrenja).
Villi, ili pio(fimbria) - filamentozne formacije (slika 2.7), tanje i kraće (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikrona) od flagela. Kore se protežu od površine stanice i sastoje se od proteina pilina. Imaju antigensko djelovanje. Razlikovati tablete odgovorne za prianjanje, odnosno za pričvršćivanje bakterija na zahvaćenu stanicu, kao i tablete odgovorne za prehranu, metabolizam vode i soli i seks (F-drink), odnosno konjugaciju, popio.
Obično su pili u velikom broju - nekoliko stotina po kavezu. Međutim, ona obično ima 1-3 seksualne pile po stanici: formiraju ih takozvane "muške" donorske stanice koje sadrže prenosive plazmide (F-, R-, Kol-plazmidi). Posebnost genitalnih pilija je njihova interakcija s posebnim "muškim" sfernim bakteriofagima, koji se intenzivno adsorbiraju na genitalnim pilijima (slika 2.7).
Polemika- osebujan oblik uspavanih bakterija s gram-pozitivnim tipom strukture stanične stijenke (slika 2.8).
Spore nastaju u nepovoljnim uvjetima za postojanje bakterija (isušivanje, nedostatak u hrani i sl.). Jedna spora (endospora) nastaje unutar bakterijske stanice. Formiranje spora doprinosi očuvanju vrste i nije sredstvo razmnožavanja, kao u gljivama.
Bakterije koje tvore spore iz roda Bacil, u kojima veličina spora ne prelazi promjer stanice nazivaju se bacili. Bakterije koje tvore spore kod kojih je veličina spora veća od promjera stanice, zbog čega poprimaju oblik vretena, nazivaju se klostridije, npr. bakterije iz roda Clostridium (lat. Clostridium - vreteno). Spore su otporne na kiseline, stoga se boje po Aujeszky metodi ili Ziehl-Nelsen metodi u crveno, a vegetativna stanica u plavo.
Formiranje spora, oblik i mjesto spora u stanici (vegetativno) specifično su svojstvo bakterija koje ih omogućuje međusobno razlikovanje. Oblik spora može biti ovalan, sferičan; mjesto u stanici - terminalno, odnosno na kraju bacila (kod uzročnika tetanusa), subterminalno - bliže kraju bacila (kod uzročnika botulizma, plinske gangrene) i središnje u bacilu antraksa ).
Postupak sporulacija(sporulacija) prolazi kroz niz faza, tijekom kojih se odvajaju dio citoplazme i kromosom bakterijske vegetativne stanice, okruženi uraslom citoplazmatskom membranom – nastaje prospora. Prospora je okružena s dvije citoplazmatske membrane, između kojih nastaje debeli promijenjeni peptidoglikanski sloj korteksa (korteksa). Iznutra dolazi u dodir sa staničnom stijenkom spore, a izvana s unutarnjom ljuskom spore. Vanjski omotač spore tvori vegetativna stanica. Spore nekih bakterija imaju dodatni pokrov - egzosporij. Tako nastaje višeslojna slabo propusna ljuska. Formiranje spora je praćeno intenzivnom potrošnjom spora, a zatim formiranjem ljuske spore dipikolinske kiseline i iona kalcija. Spor stječe otpornost na toplinu,što je povezano s prisutnošću kalcijevog dipikolinata u njemu.
Spora može dugo trajati zbog prisutnosti višeslojne ljuske, kalcijevog dipikolinata, niskog sadržaja vode i sporih metaboličkih procesa. U tlu, na primjer, uzročnici antraksa i tetanusa mogu se zadržati desetljećima.
U povoljnim uvjetima, spore klijaju, prolazeći kroz tri uzastopna stadija:
tivacija, inicijacija, rast. U tom slučaju iz jedne spore nastaje jedna bakterija. Aktivacija je spremnost za klijanje. Na temperaturi od 60-80 ° C, spora se aktivira za klijanje. Početak klijanja traje nekoliko minuta. Fazu nicanja karakterizira brz rast, popraćen uništavanjem ljuske i pojavom sadnice.
Mikrobiologija proučava građu, vitalnu aktivnost, uvjete života i razvoj najmanjih organizama koji se nazivaju mikrobi ili mikroorganizmi.
"Nevidljivi, oni stalno prate osobu, napadajući njezin život bilo kao prijatelji ili kao neprijatelji", rekao je akademik V. L. Omelyanskiy. Doista, mikrobi su posvuda: u zraku, u vodi i u tlu, u ljudima i životinjama. Mogu biti korisni i koriste se u proizvodnji mnogih namirnica. Mogu biti štetne, uzrokovati bolesti ljudi, kvarenje hrane itd.
Mikrobe je otkrio Nizozemac A. Leeuwenhoek (1632-1723) krajem 17. stoljeća, kada je izradio prve leće s povećanjem od 200 i više puta. Mikrokozmos koji je vidio zadivio ga je, opisao je i skicirao Leeuwenhoek mikroorganizme koje je pronašao na raznim predmetima. Postavio je temelj deskriptivnoj prirodi nove znanosti. Otkrića Louisa Pasteura (1822-1895) dokazala su da se mikroorganizmi razlikuju ne samo po obliku i strukturi, već i po svojim vitalnim funkcijama. Pasteur je otkrio da kvasac uzrokuje alkoholno vrenje, a neki mikrobi su sposobni uzrokovati zarazne bolesti kod ljudi i životinja. Pasteur je ušao u povijest kao izumitelj metode cijepljenja protiv bjesnoće i antraksa. Svjetski poznati doprinos mikrobiologiji R. Koch (1843-1910) - otkrio uzročnike tuberkuloze i kolere, II Mechnikov (1845-1916) - razvio fagocitnu teoriju imuniteta, utemeljitelj virologije DI Ivanovsky (1864-1920) , N. F. Gamaley (1859-1940) i mnogi drugi znanstvenici.
mikrobi - to su najmanji, pretežno jednostanični živi organizmi, vidljivi samo kroz mikroskop. Veličina mikroorganizama se mjeri u mikrometrima - mikronima (1/1000 mm) i nanometrima - nm (1/1000 mikrona).
Mikrobe karakterizira velika raznolikost vrsta, koje se razlikuju po strukturi, svojstvima i sposobnosti postojanja u različitim uvjetima okoliša. Oni mogu biti jednostanični, višestanični i nestanični.
Mikrobi se dijele na bakterije, viruse i fage, gljive, kvasce. Zasebno, postoje sorte bakterija - rikecije, mikoplazma, posebnu skupinu čine protozoe (protozoe).
Bakterije- pretežno jednostanični mikroorganizmi veličine od desetinki mikrometra, na primjer, mikoplazma, do nekoliko mikrometara, au spirohetama - do 500 mikrona.
Postoje tri glavna oblika bakterija - sferni (koki), štapićasti (bacili i dr.), uvijeni (vibrio, spirohete, spirile) (slika 1.).
globularne bakterije (koke) obično su u obliku lopte, ali mogu biti blago ovalne ili u obliku graha. Koki se mogu nalaziti jedan po jedan (mikrokoki); u parovima (diplokoki); u obliku lanaca (streptokoki) ili grozdova (stafilokoki), u paketu (sarcini). Streptokoki mogu uzrokovati upalu grla i erizipele, stafilokoki - razne upalne i gnojne procese.
Riža. 1. Oblici bakterija: 1 - mikrokoki; 2 - streptokoki; 3 - sardine; 4 - štapići bez spora; 5 - štapići spora (bacili); 6 - vibrio; 7- spirohete; 8 - spirila (s flagelama); stafilokoka
Bakterije u obliku štapa najčešći. Štapići mogu biti pojedinačni, spojeni u paru (diplobakterije) ili u lancima (streptobakterije). Koliformne bakterije uključuju Escherichia coli, uzročnike salmoneloze, dizenterije, trbušnog tifusa, tuberkuloze itd. Neke štapićaste bakterije imaju sposobnost stvaranja u nepovoljnim uvjetima sporovima.Šipke koje stvaraju spore nazivaju se bacili. Bacili u obliku vretena nazivaju se klostridija.
Stvaranje spora je složen proces. Spore se značajno razlikuju od normalne bakterijske stanice. Imaju gustu ljusku i vrlo malu količinu vode, ne zahtijevaju hranjive tvari, a reprodukcija se potpuno zaustavlja. Spore mogu podnijeti dugotrajno isušivanje, visoke i niske temperature i mogu biti u održivom stanju desetcima i stotinama godina (spore antraksa, botulizma, tetanusa itd.). Jednom u povoljnom okruženju, spore klijaju, odnosno prelaze u uobičajeni vegetativni oblik razmnožavanja.
Uvijene bakterije može biti u obliku zareza - vibrio, s nekoliko kovrča - spirila, u obliku tankog uvijenog štapića - spirohete. U vibrije spada uzročnik kolere, a uzročnik sifilisa je spiroheta.
Bakterijska stanica ima staničnu stijenku (membranu) često prekrivenu sluzom. Sluz često tvori kapsulu. Sadržaj stanice (citoplazma) odvojen je od membrane staničnom membranom. Citoplazma je prozirna proteinska masa u koloidnom stanju. Citoplazma sadrži ribosome, nuklearni aparat s molekulama DNA, razne inkluzije rezervnih hranjivih tvari (glikogen, masnoća itd.).
mikoplazme - bakterije bez stanične stijenke, koje za svoj razvoj trebaju faktore rasta sadržane u kvascu.
Neke se bakterije mogu kretati. Pokret se provodi uz pomoć flagella - tankih niti različitih duljina, čineći rotacijske pokrete. Flagele mogu biti u obliku jedne duge niti ili u obliku snopa, mogu se nalaziti na cijeloj površini bakterije. Mnoge bakterije u obliku štapa i gotovo sve zakrivljene bakterije imaju flagele. Kuglaste bakterije, u pravilu, nemaju flagele, one su nepokretne.
Bakterije se množe dijeljenjem na dva dijela. Brzina podjele može biti vrlo visoka (svakih 15-20 minuta), dok se broj bakterija brzo povećava. Ova brza podjela se vidi u hrani i drugim supstratima bogatim hranjivim tvarima.
Virusi- posebna skupina mikroorganizama koji nemaju staničnu strukturu. Virusi se mjere u nanometrima (8-150 nm), pa se mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom. Neki virusi se sastoje samo od proteina, a jedan od nukleinskih kiselina (DNA ili RNA).
Virusi uzrokuju uobičajene ljudske bolesti kao što su gripa, virusni hepatitis, ospice, kao i bolesti životinja - slinavka i šap, životinjska kuga i mnoge druge.
Virusi bakterija nazivaju se bakteriofaga, virusi gljivica - mikofagi itd. Bakteriofagi se nalaze svugdje gdje ima mikroorganizama. Fagi uzrokuju smrt mikrobnih stanica i mogu se koristiti za liječenje i prevenciju određenih zaraznih bolesti.
Gljive su posebni biljni organizmi koji nemaju klorofil i ne sintetiziraju organske tvari, ali zahtijevaju gotove organske tvari. Stoga se gljive razvijaju na raznim supstratima bogatim hranjivim tvarima. Neke su gljive sposobne uzrokovati bolesti biljaka (rak i plamenjaču krumpira itd.), kukaca, životinja i ljudi.
Stanice gljiva razlikuju se od bakterijskih stanica po prisutnosti jezgri i vakuola te su slične biljnim stanicama. Najčešće su u obliku dugih i razgranatih ili isprepletenih niti - hife. Od hifa se formira micelij, ili micelija. Micelij se može sastojati od stanica s jednom ili više jezgri, ili biti nestanični, predstavljajući jednu divovsku višejezgarnu stanicu. Na miceliju se razvijaju plodna tijela. Tijelo nekih gljiva može se sastojati od pojedinačnih stanica, bez stvaranja micelija (kvasac itd.).
Gljive se mogu razmnožavati na različite načine, uključujući vegetativno kao rezultat podjele hifa. Većina gljiva razmnožava se aseksualno i spolno stvaranjem posebnih stanica za razmnožavanje - spora. Sporovi, u pravilu, mogu dugo trajati u vanjskom okruženju. Sazrele spore mogu se prenositi na znatne udaljenosti. Jednom u hranjivom mediju, spore se brzo razvijaju u hife.
Opsežnu skupinu gljiva predstavljaju plijesni (slika 2). Rasprostranjene u prirodi, mogu rasti na hrani stvarajući dobro vidljive plakove raznih boja. Kvarenje hrane često uzrokuju gljive mucor, koje tvore pahuljastu bijelu ili sivu masu. Gljiva Rhizopus mucor uzrokuje "meku trulež" povrća i bobičastog voća, a gljiva Botrytis prekriva i omekšava jabuke, kruške i bobičasto voće. Gljive iz roda peniiillium mogu biti uzročnici plijesni na hrani.
Određene vrste gljiva ne samo da mogu dovesti do kvarenja hrane, već i proizvoditi tvari otrovne za ljude - mikotoksine. To uključuje neke vrste gljiva iz roda Aspergillus, roda Fusarium itd.
Korisna svojstva pojedinih vrsta gljiva koriste se u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji i drugim industrijama. Primjerice, gljive roda peniillium koriste se za dobivanje antibiotika penicilina i u proizvodnji sireva (Roquefort i Camembert), gljive iz roda Aspergillus koriste se u proizvodnji limunske kiseline i mnogih enzimskih pripravaka.
Aktinomicete- mikroorganizmi sa znakovima i bakterija i gljivica. Po građi i biokemijskim svojstvima aktinomiceti su slični bakterijama, a po razmnožavanju, sposobnosti stvaranja hifa i micelija slični su gljivama.
Riža. 2. Vrste kalupa: 1 - peniiillium; 2- aspergilus; 3 - sluz.
Kvasac- jednostanični nepokretni mikroorganizmi veličine ne veće od 10-15 mikrona. Oblik stanice kvasca je češće okrugao ili ovalni, rjeđe štapićast, srpast ili limunast. Stanice kvasca po strukturi su slične gljivama, također imaju jezgru i vakuole. Razmnožavanje kvasca događa se pupanjem, diobom ili sporama.
Kvasac je rasprostranjen u prirodi, može se naći u tlu i biljkama, u hrani i raznim industrijskim otpadnim proizvodima koji sadrže šećer. Razvoj kvasca u hrani može je pokvariti fermentacijom ili kiselošću. Neki kvasci imaju sposobnost pretvaranja šećera u etilni alkohol i ugljični dioksid. Taj se proces naziva alkoholno vrenje i naširoko se koristi u prehrambenoj i vinskoj industriji.
Neke vrste kvasca kandide uzrokuju bolest kod ljudi – kandidijazu.
TEMA 2
MIKROORGANIZMI
2.1. Morfologija mikroorganizama
Proučavanje morfologije mikroorganizama nemoguće je bez povećala - mikroskopa. Prvi uređaj za povećanje napravio je 1608. godine talijanski znanstvenik G. Galileo, koji je napravio dugu cijev (poput modernog teleskopa) s dva povećala unutra i njome promatrao udaljene predmete. Zatim je poboljšao ovaj uređaj i 1610. godine napravio prvi "mikroskop" kojim je promatrao male predmete.
Godine 1625. njemački znanstvenik Johann Faber nazvao je drugu Galileovu napravu mikroskopom.
Godine 1665. engleski znanstvenik Robert Hooke poboljšao je mikroskop dodajući treću sabirnu leću.
Godine 1667. talijanski znanstvenik Eustachius Davini napravio je 2. okular s lećom, što je rezultiralo ravnim vidljivim poljem.
Godine 1715. njemački znanstvenik Gertel prvi je upotrijebio osvjetljavajuće zrcalo za usmjeravanje zraka boje prema objektu i leći.
Godine 1850. talijanski znanstvenik D. Amiga stvorio je imerzijski mikroskop i koristio uranjanje u vodu, a 1878. engleski znanstvenik V. Stephansson predložio je uranjanje u ulje.
1886. Njemački znanstvenik F. Ebner napravio je mikroskop tamnog polja.
Godine 1908. njemački znanstvenici A. Köhler i G. Zidontonf stvorili su luminiscentni mikroskop.
Godine 1930. E. Ruska, M. Knoll i B, Borrie stvorili su prvi elektronski mikroskop.
2.1.2 Morfologija i struktura bakterija
Oblik i veličina bakterija
Po vanjskom obliku bakterije se mogu podijeliti u nekoliko skupina: sferne (kuglaste), štapićaste, uvrnute, vibrije, prstenaste, (toroidi) u obliku šesterokutne zvijezde, bakterije koje tvore izrasline (izbočine), crvo- oblikovane i razgranate bakterije. Međutim, većina poznatih bakterija je kuglastog, štapićastog oblika i naboranog oblika.
Kuglaste bakterije ili koke imaju promjer 1-2 mikrona (mikrometar). Ovisno o položaju stanica nakon diobe, one se dijele u nekoliko skupina. Ako su nakon diobe stanice raspoređene pojedinačno, tada se nazivaju monokoki ili mikrokoki. Ako se dioba dogodi u jednoj ravnini, a stanice se ne odvoje, već ostanu povezane u dvije, tada se nazivaju diplokoki. Nakon takve podjele, ako se stanice ne odvoje i tvore lance različitih duljina, tada se nazivaju streptokoki. Podjela koka u dva međusobno okomita prskanja dovodi do stvaranja oblika četiri tetrakokne stanice. Istodobnom podjelom koka u tri međusobno okomite ravnine nastaju paketi od osam stanica u obliku kocke. Takvo nakupljanje koka naziva se sarcinum. Kada se koke neravnomjerno dijele u nekoliko ravnina, pojavljuju se nakupine stanica koje nalikuju grozdovima. To su stafilokoki.
Među kokama postoje predstavnici s nepravilno okruglim oblikom stanica. To uključuje pneumokoke, meningokoke i gonokoke. Oblik pneumokoka je ovalan, podsjeća na plamen svijeće, stanice su povezane u parovima širokim bazama. Meningokoki i gonokoki su u obliku zrna ili zrna kave, stanice su povezane s dvije konkavne strane.
Kokni oblici, s izuzetkom Sarsina ureae (urinarni sarcinum), ne stvaraju spore, nepokretni su i rašireni u prirodi. Mnoge koke su patogeni uzročnici upalnih procesa, na primjer, pneumokoki, meningokoki, piogeni streptokoki i stafilokoki; drugi su nepatogeni, uzročnici mliječne fermentacije, na primjer, Streptococcus lactis, Str.cremoris; neki se koriste u proizvodnji za biosintezu dekstrana, zamjene za plazmu za Leuconostos mesenteroides.
Najmanje bakterije nalaze se među sfernim oblicima koji pripadaju mikoplazmama. Mikoplazme sa
promjer stanice 0,12-0,15 mikrona.
Najbrojnija skupina bakterija pripada šipkastim oblicima. Stanice su cilindričnog oblika, njihovi krajevi mogu biti okrugli ili izrezani, ravni i konveksni. Razlikovati kratke i dugačke štapiće, debele i tanke. Veličina bakterija sličnih bacilu je od nekoliko desetinki mikrona do 100 i više. Kod kratkih štapića duljina linija nije mnogo duža od promjera stanice, tako da ih je ponekad prilično teško razlikovati od koka.
Kod nekih bakterija stanice u obliku štapa spajaju se u dugačke filamente i tvore ono što se naziva filamentoznim oblicima. Ovi višestanični filamentni oblici uključuju neke željezne bakterije i bezbojne sumporne bakterije. Duljina filamenta sumporne bakterije Beggiatoa mirabilis doseže 1 cm ili više. Smatra se divom među bakterijama.
Prema sposobnosti sporulacije, štapićasti oblici dijele se u dvije skupine: bakterije i bacili. Stanice koje ne stvaraju spore nazivaju se bakterijama. Obično se nalaze pojedinačno. U velikoj većini, to su mali štapići koji pripadaju rodovima Bacterium i Pseudomonas. Štapićasti oblici koji tvore spore nazivaju se bacili (Bacillus). Razlikuju se po obliku stanica, zbog veličine i položaja spora.
Ako se spora nalazi u središtu stanice i njezin promjer ne prelazi promjer stanice, tada se ova vrsta naziva stvarnim bacilom; ako je promjer spore veći od promjera stanice, onda kada se spora nalazi u središtu stanice, ima vretenasto zadebljanje i naziva se klostridij (npr. u Clostridium pasterianum), a kada se spora nalazi na kraju ima oblik bubnja ili teniskog reketa i naziva se plektridij. Oblici koji nose spore tvore duge lance stanica, takozvane streptobacile (na primjer, Bacillus mycoides).
Spiralni mikroorganizmi razlikuju se po broju zavoja. Ako bakterije imaju stanice s nekoliko velikih kovrča, tada se zovu spirile. Stanice s mnogo malih spiralnih zavoja zovu se spirohete. Bakterije zakrivljene u obliku polumjeseca ili zauzete nazivaju se vibriji. Većinu uvijenih oblika predstavljaju trolisne vrste (na primjer, Vibrio cholerae, uzročnik sifilisa). Među njima postoje saprofiti koji žive u tlu i vodi. Krimpani oblici imaju vrlo različite veličine stanica - od malih 1,5-2,0 mikrona (vibrio) do vrlo velikih 2-3 x 15-20 mikrona (na primjer, Spirillum volutans). Među prokariotima postoje organizmi koji se razlikuju od osnovnih oblika opisanih gore. Neke bakterije imaju oblik prstena, zatvorenog ili otvorenog, ovisno o stadiju rasta (npr. bakterije iz roda Microcyclus). Predloženo je da se takve stanice nazovu teroidima.
Kod bakterija, koje se uglavnom razmnožavaju pupanjem, opisano je stvaranje staničnih izraslina čiji se broj može kretati od 1 do 8 ili više. Bakterije koje stvaraju izrasline nazivaju se proteze.
Bakterije u obliku crva (duge stanice sa savijenim, vrlo tankim krajevima) i izgledom nalik na pravilnu šesterokutnu zvijezdu izolirane su iz prirodnih supstrata.
Neke skupine prokariota karakterizira slabo grananje, na primjer, u mikobakterijama i propionskim bakterijama. Neke bakterije imaju dobro definirano grananje. Zovu se aktinomiceti (streptomiceti).
Opisane su bakterije morfološke varijabilnosti (bremorfizam), npr. bakterije koje pripadaju skupini korinebakterija, ovisno o uvjetima, mogu imati oblik štapića, koka ili slabo razgranate oblike.
Oblik stanice prokariota (bakterija) određen je krutom (krutom) staničnom stijenkom. Upravo potonje daje stanici određen, nasljedno fiksiran vanjski oblik. Kod brojnih bakterija (primjerice, kod spiroheta, miksobakterija i fleksibakterija) stanična stijenka je prilično elastična, pa su sposobne smanjiti oblik stanica u određenim granicama, na primjer, preklapanjem. Konačno, poznate su bakterije kod kojih je stanična stijenka potpuno odsutna. To su mikoplazme i L-oblici. Mikoplazme postoje u prirodi i uglavnom su patogene za ljude i životinje. L - oblici se dobivaju eksperimentalno pod djelovanjem kemikalija koje uništavaju staničnu stijenku bakterije ili potiskuju sintezu komponenti stanične stijenke. Ove bakterije karakterizira izražen bremorfizam.
Strukture smještene izvan citoplazmatske membrane (stanična stijenka, kapsula, sluznica, bičevi, resice) obično se nazivaju površinske strukture ili bakterijska membrana. Citoplazmatska membrana, zajedno s citoplazmom, naziva se protoplastom. Razmotrimo najprije strukturu, kemijski sastav i funkcije površinskih struktura stanica.
Flagella... Na površini stanica mnogih bakterija nalaze se strukture koje određuju sposobnost stanica da se kreću. Ovo su flagele. Njihova prisutnost, broj, veličina, mjesto su karakteristike koje su konstantne za određenu vrstu bakterija i stoga imaju važno taksonomsko značenje.
Ako se flagele nalaze na polovima stanice, govore o svom polarnom položaju, ako uz bočnu površinu stanice govore o svom bočnom položaju. Ako je jedan flagelum pričvršćen na jedan od polova stanice, naziva se monotrichs. Ako postoji jedan na svakom polu ili snop flagela, oni se nazivaju amfitrihima (ili biopolarnim politrihima). Ako se snop flagella nalazi na jednom od polova stanice -
zvani lofotrihi (ili monopolarni politrihi). Ako se na cijeloj površini stanice nalaze brojne flagele, nazivaju se peritrihijskim. Debljina flagele 100 - 300 A, duljina od 3 do 12 mikrona. Sastoje se od jedne vrste proteina - flagelina.
Kretanje bakterija odvija se zbog aktivnih rotacijskih pokreta flagela. Neke bakterije koje nemaju flagelum kreću se po čvrstoj podlozi klizeći (primjerice, miksobakterije, fleksibakterije, spirohete, cijanobakterije).
Valja napomenuti da mehanizmi kretanja bakterija još nisu razjašnjeni.
Pokretne bakterije se kreću aktivno i ciljano. Takva usmjerena kretanja bakterija nazivaju se taksi. Poznata je kemotaksa, aerotaksija i fototaksija. Brzina kretanja bakterija je velika - za 1 sekundu mogu prijeći udaljenost 20 - 50 puta veću od duljine stanica.
Flagele i resice nisu obvezna stanična struktura, jer bez njih i bakterije rastu i dobro se razmnožavaju.
Kapsule i sluznice... Izvana je stanična stijenka bakterija i cijanobakterija često okružena sluzavom tvari. Ovisno o debljini i konzistenciji, razlikuju se makro i mikrokapsule. Pod kapsulom se podrazumijeva sluzava tvorba koja obavija staničnu stijenku i ima dobro definiranu površinu. Ako sluzava tvar koja okružuje stanicu ima amorfan, bezstrukturni izgled i lako se odvaja od površine prokariotske stanice, govorimo o sluznoj ovojnici koja okružuje stanicu. Kolonije koje se sastoje od stanica okruženih kapsulom imaju glatku površinu. Označene su kao S - kolonije (od engleske riječi smooth). Kolonije nastale od stanica bez kapsula imaju hrapavu površinu i nazivaju se R – kolonije (od engleske riječi rough – grub).
Stanične stijenke... Stanična stijenka je važan i obavezan strukturni element prokariotske stanice (s izuzetkom mikoplazmi). Udio stanične stijenke u prokariotskim mikroorganizmima čini 5 do 50% suhe tvari stanice. Služi kao mehanička barijera između protoplasta i vanjskog okruženja i daje stanicama određeni oblik. Stanična stijenka štiti stanicu od prodora viška vode čisto mehaničkim putem.
Kemijski sastav i struktura stanične stijenke konstantni su za određenu vrstu i važna su dijagnostička značajka. Ovisno o građi staničnih stijenki, bakterije se dijele u dvije velike skupine: gram-pozitivne i gram-negativne. Utvrđeno je da kada se fiksne stanice mikroorganizama tretiraju prvo kristalno ljubičastom, a zatim jodom, nastaje obojeni kompleks. Uz naknadno liječenje alkoholom, ovisno o strukturi stanične stijenke, sudbina kompleksa bit će drugačija. Kod gram-pozitivnih bakterija taj kompleks zadržava stanica, a potonje ostaju obojene, dok se kod gram-negativnih bakterija, naprotiv, obojeni kompleks ispire iz stanica i one postaju obojene. Ovu metodu bojenja prvi je predložio danski znanstvenik H. Gram 1884. godine.
Stanične stijenke gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija razlikuju se po kemijskom sastavu. Vjeruje se da glikopeptidi tvore krutu skelu stanične stijenke. U gram-pozitivnim bakterijama oni čine najveći dio (do 90%), au gram-negativnim bakterijama njihov je sadržaj znatno manji (5-10%).
Stanična stijenka gram-pozitivnih bakterija sadrži glikopeptide (murein kompleks), polisaharide, teihoične kiseline, lipide. Stanična stijenka gram-negativnih bakterija sadrži polisaharide, lipide (do 90%), proteine, lipopolisaharide, lipoproteine i glikopeptide. Posljedično, teihoične kiseline su odsutne u gram-negativnim bakterijama, a lipopolisaharidi i lipoproteini su odsutni u
gram-pozitivne bakterije.
Citoplazmatska membrana. Sadržaj stanice odvojen je od stanične stijenke citoplazmatskom membranom (CPM). Povreda integriteta CPM-a dovodi do gubitka vitalnosti stanice. CPM je proteinsko - lipidni kompleks, u kojem proteini čine 50-70%, lipidi od 15-30%. Pod elektronskim mikroskopom vidljiva je kao troslojna struktura. Prema modelu koji su predložili G. Dawson i D. Danielli, CPM je izgrađen od dva proteinska sloja, između kojih se nalazi lipidni sloj.
MTC obavlja razne funkcije. Membranski pripravci imaju aktivnost ATPaze, kataliziraju sintezu tvari koje čine staničnu stijenku i sluznicu. Oksidativni enzimi su lokalizirani u membranama. Također sadrži enzime - permeaze, koji provode aktivan dvosmjerni selektivni prijenos raznih organskih i anorganskih tvari kroz membranu. Između CPM-a i stanične stijenke postoji prostor koji se naziva periplazmatski prostor. U ovom prostoru djeluju mnogi ekstracelularni enzimi.
Citoplazma. Stanice koje se nalaze okružene CPM-om nazivaju se citoplazma. Citoplazma bakterija sadrži nuklearni materijal i razne inkluzije.
Nuklearni materijal bakterija, koji se sastoji od DNA, difuzijski je smješten u središnjem dijelu citoplazme i nije ograničen od citoplazme membranom. Zove se nukleoid.
U citoplazmi se nalaze membranske strukture - mezozomi, u fotosintetskim bakterijama - tilokoidi i kromatofori.
Tilokoidi i kromatofori fotosintetskih bakterija mjesto su lokalizacije fotosintetskih pigmenata.
Mezosomi se razlikuju po veličini, obliku i položaju u stanici. Postoje tri glavne vrste mezosoma: lamelarni (lamelarni), vezikularni (vezikularni) i tubularni (cijevasti). Vjeruje se da su uključeni u važne procese staničnog metabolizma. Međutim, prava funkcija bakterijskih mezosoma ostaje tajanstvena.
Ribosomi u bakterijskoj stanici mogu slobodno postojati u citoplazmi ili biti povezani s membranskim strukturama. Sinteza proteina uključuje ribosomske agregate koji se nazivaju polirobosomi ili polisomi.
U citoplazmi raznih bakterija nalaze se i čvrste, tekuće, plinovite tvari.
2.1.3. Klasifikacija bakterija
Trenutno je bakterijsko kraljevstvo podijeljeno u 4 kategorije:
1. Gram-negativne eubakterije sa staničnim stijenkama;
2. Gram-pozitivne eubakterije sa staničnim stijenkama;
3. Eubakterije lišene staničnih stijenki;
4. Arheobakterije.
Prva kategorija ima 16 grupa; druga kategorija ima 13 skupina, treća kategorija ima jednu skupinu, a četvrta kategorija 5 skupina. (za više detalja pogledajte: 1) Bergeyev vodič za bakterije. M.: Mir, 1997., svezak 1, 430 str.; 2) Schlegel. Opća mikrobiologija. M.: Mir, 1987, 562 str.).
Gljive su eukariotski mikroorganizmi. Svi su heterotrofi i uglavnom aerobi. Tijelo većine gljiva građeno je od tankih niti-hifa, a pleksus koji tvore naziva se micelij ili micelij. Hife nekih gljiva dijele se na stanice (septate) gaegosima, takve se gljive nazivaju višestanične. Hife drugih gljiva nemaju pregrade – one su jednostanične gljive. Postoje i sferne ili jajolike jednostanične gljive koje se nazivaju kvasac.
Struktura stanica gljivica malo se razlikuje od strukture stanica drugih ekvariotskih organizama. Stanice se sastoje od stanične membrane, citoplazme i jedne, dvije ili više jezgri. Citoplazma sadrži unutarstanične organele, vakuole i razne inkluzije. Stanična membrana sastoji se od stanične stijenke i citoplazmatske membrane.
Prema suvremenom sustavu, kraljevstvo gljiva dijeli se na 8 odjela: 1) odjel Myxomycota; 2) odjel Plazmodiophoramycota; 3) Oomycota odjel; 4) odjel
Chytridiomycota; 5) odjel Zygomycota; 6) odjel Ascomycota; 7) Odjel Basidiomycota; 8) Deuteromycota odjel. Odjeli su podijeljeni na redove, redovi - na razrede, klase - na obitelji, a obitelji - na rodove (za više detalja vidi: 1) L.V. Garibova, S.N. Lekomtseva. Osnove mikologije. M. 2005.; 2) Müller E .; Leffler V. Mikologija, Moskva: Mir, 1995.).
Književnost
1. Gusev MV, Mineeva LA, Mikrobiologija. M. 1978. godine.
2. Korotyaev A.I., Babichev S.A., Medicinska mikrobiologija., Sankt Peterburg, 1998.
3. Schlegel G. Opća mikrobiologija. Moskva: Mir, 1987.
4. Daraselia G.Ya. Mikrobiologija, higijena i sigurnost hrane, Tbilisi, 2006.
5. Biryuzova V.I. Membranske strukture mikroorganizama. Moskva: Nauka, 1973.
6. Feofilova EP Stanična stijenka gljiva. Moskva: Nauka, 1983.
