Uobičajeno je uzeti u obzir jednostanične organizme, čija veličina ne prelazi 0,1 mm. Predstavnici ove velike skupine mogu imati različitu staničnu organizaciju, morfološke značajke i metaboličke sposobnosti, odnosno glavna značajka koja ih ujedinjuje je veličina. Sam pojam "mikroorganizam" nema taksonomsko značenje. Mikrobi pripadaju velikom broju taksonomskih jedinica, a drugi predstavnici tih jedinica mogu biti višestanični i dostići velike veličine.
Kao rezultat postupnog gomilanja činjenične građe o mikrobima, postalo je potrebno uvesti pravila za njihov opis i sistematizaciju.
Razvrstavanje mikroorganizama karakterizira prisutnost sljedećih svojti: domena, tip, klasa, red, obitelj, rod, vrsta. U mikrobiologiji znanstvenici koriste binomni sustav karakteristika objekata, odnosno nomenklatura uključuje nazive roda i vrste.
Većina mikroorganizama karakterizira iznimno primitivna i univerzalna struktura, stoga se njihova podjela na svojte ne može provesti samo po morfološkim karakteristikama. Kao kriteriji koriste se funkcionalne značajke, molekularno biološki podaci, sheme biokemijskih procesa itd.
Da bi se identificirao nepoznati mikroorganizam, provode se studije za proučavanje sljedećih svojstava:
Taksonomija i klasifikacija mikroorganizama koji pripadaju prokariotima provodi se pomoću Bergeyjevog priručnika o taksonomiji bakterija. A identifikacija se provodi pomoću Bergeyjevog kvalifikatora.
Za određivanje taksonomske pripadnosti organizma koristi se nekoliko metoda razvrstavanja mikroorganizama.
U formalnoj numeričkoj klasifikaciji sve značajke smatraju se jednako značajnim. To jest, uzima se u obzir prisutnost ili odsutnost određene značajke.
Morfofiziološka klasifikacija podrazumijeva proučavanje skupa morfoloških svojstava i karakteristika metaboličkih procesa. U ovom slučaju, značenje i značaj ovog ili onog svojstva objekta je obdaren. Položaj mikroorganizma u jednom ili drugom i dodjela imena ovise prvenstveno o vrsti stanične organizacije, morfologiji stanica i kolonija, kao i o prirodi rasta.
Uzimajući u obzir funkcionalne karakteristike, predviđa se mogućnost korištenja različitih hranjivih tvari od strane mikroorganizama. Važna je i ovisnost o određenim fizikalnim i kemijskim čimbenicima okoliša, a posebno o načinima dobivanja energije. Postoje mikrobi koji zahtijevaju kemotaksonomske studije da bi ih identificirali. Patogeni mikroorganizmi trebaju serodijagnostiku. Za tumačenje rezultata gornjih testova koristi se determinanta.
Molekularno genetska klasifikacija analizira molekularnu strukturu najvažnijih biopolimera.
U naše vrijeme identifikacija specifičnog mikroskopskog organizma počinje izolacijom njegove čiste kulture i analizom nukleotidnog slijeda 16S rRNA. Tako se utvrđuje mjesto mikroba na filogenetskom stablu, a naknadna specifikacija po rodu i vrsti provodi se tradicionalnim mikrobiološkim metodama. Vrijednost slučajnosti jednaka 90% omogućuje određivanje roda, a 97% - vrste.
Još jasnija diferencijacija mikroorganizama po rodu i vrsti moguća je korištenjem polifiletske (polifazne) taksonomije, kada se određivanje nukleotidnih sekvenci kombinira s korištenjem informacija na različitim razinama, sve do ekološke. Odnosno, provodi se preliminarna potraga za skupinama sličnih sojeva, nakon čega slijedi određivanje filogenetskih pozicija tih skupina, fiksiranje razlika između skupina i njihovih najbližih susjeda, te prikupljanje podataka za diferenciranje skupina.
Ova domena uključuje tri skupine mikroskopskih organizama. Riječ je o algama, protozoama i gljivama.
Alge su jednostanični, kolonijalni ili višestanični fototrofi koji provode fotosintezu kisika. Razvoj molekularne genetske klasifikacije mikroorganizama koji pripadaju ovoj skupini još nije dovršen. Stoga se trenutno u praksi primjenjuje klasifikacija algi na temelju uzimanja u obzir sastava pigmenata i rezervnih tvari, strukture stanične stijenke, prisutnosti pokretljivosti i načina razmnožavanja.
Tipični predstavnici ove skupine su jednostanični organizmi koji pripadaju dinoflagelatima, dijatomejima, euglenama i zelenim algama. Sve alge karakterizira stvaranje klorofila i raznih oblika karotenoida, no sposobnost sinteze drugih oblika klorofila i fikobilina kod predstavnika skupine očituje se na različite načine.
Kombinacija ovih ili onih pigmenata određuje bojenje stanica u različitim bojama. Mogu biti zelene, smeđe, crvene, zlatne. Pigmentacija stanica je karakteristika vrste.
Dijatomeje su jednostanični planktonski oblici koji izgledaju kao silikatna školjka školjke. Neki od predstavnika mogu se kretati po vrsti klizanja. Razmnožavanje je i aseksualno i spolno.
Staništa jednostaničnih organizama su slatkovodni rezervoari. Kreću se uz pomoć flagella. Ne postoji stanični zid. Oni su sposobni rasti u mračnim uvjetima zbog procesa oksidacije organskih tvari.
Dinoflagelati imaju posebnu strukturu stanične stijenke, sastoji se od celuloze. Ove planktonske jednostanične alge imaju dvije bočne flagele.
Za mikroskopske predstavnike staništa su slatke i morske vode, tlo i površina raznih kopnenih objekata. Postoje nepokretne vrste, a neke su sposobne za kretanje pomoću flagella. Baš kao i dinoflagelati, zelene mikroalge imaju celuloznu staničnu stijenku. Karakteristično je skladištenje škroba u stanicama. Razmnožavanje se odvija i aseksualno i spolno.
Osnovni principi klasifikacije mikroorganizama koji pripadaju najjednostavnijim temelje se na morfološkim karakteristikama koje se uvelike razlikuju među predstavnicima ove skupine.
Mogu voditi stacionarni način života ili se kretati uz pomoć raznih uređaja: flagella, cilija i pseudopoda. U okviru taksonomske skupine protozoa postoji još nekoliko skupina.
Amebe se hrane endocitozom, kreću se uz pomoć pseudopoda, bit reprodukcije je primitivna u dvoje. Većina ameba su slobodnoživući vodeni oblici, ali postoje i oni koji uzrokuju bolesti kod ljudi i životinja.
U stanicama cilijata postoje dvije različite jezgre, aseksualna reprodukcija sastoji se od poprečne diobe. Postoje predstavnici za koje je karakteristično spolno razmnožavanje. U kretanju sudjeluje koordiniran sustav cilija. Endocitoza se provodi hvatanjem hrane u posebnu usnu šupljinu, a ostaci se izlučuju kroz otvor na stražnjem kraju. U prirodi cilijati žive u rezervoarima zagađenim organskim tvarima, kao i u buragu preživača.
Flagellate karakterizira prisutnost flagella. Otopljene hranjive tvari apsorbira cijela površina CPM-a. Podjela se događa samo u uzdužnom smjeru. Flagelati uključuju i slobodnoživuće i simbiotske vrste. Glavni simbionti ljudi i životinja su tripanosomi (uzrokuju bolest spavanja), lišmanije (uzrokuju teško zacjeljive čireve), lamblije (dovode do crijevnih poremećaja).
Sporozovci imaju najsloženiji životni ciklus od svih protozoa. Najpoznatiji predstavnik sporozoa je malarični plazmodij.
Klasifikacija mikroorganizama prema predstavnicima ove skupine svrstava se u heterotrofe. Većinu karakterizira stvaranje micelija. Disanje je obično aerobno. Ali postoje i fakultativni anaerobi koji se mogu prebaciti na alkoholno vrenje. Načini razmnožavanja su vegetativni, aseksualni i seksualni. Upravo ta značajka služi kao kriterij za dalje
Ako govorimo o važnosti predstavnika ove skupine, onda je ovdje najveći interes kombinirana netaksonomska skupina kvasca. To uključuje gljive koje nemaju stadij rasta micelija. Među kvascima ima mnogo fakultativnih anaeroba. Međutim, postoje i patogene vrste.
Morfologija i klasifikacija prokariotskih mikroorganizama ujedinjuje ih u dvije domene: bakterije i arheje, čiji predstavnici imaju mnogo značajnih razlika. Arheje nemaju peptidoglikanske (mureinske) stanične stijenke tipične za bakterije. Karakterizira ih prisutnost još jednog heteropolisaharida - pseudomureina, u kojem nema N-acetilmuramske kiseline.
Arheje se dijele na tri fila.
Načela klasifikacije mikroorganizama koji ujedinjuju mikrobe u danu domenu temelje se na strukturnim značajkama stanične membrane, a posebno na sadržaju peptidoglikana u njoj. Trenutno postoje 23 fila u domeni.
Bakterije su važna karika u kruženju tvari u prirodi. Bit njihove važnosti u ovom globalnom procesu je razgradnja biljnih i životinjskih ostataka, pročišćavanje vodenih tijela kontaminiranih organskom tvari i modifikacija anorganskih spojeva. Bez njih bi postojanje života na Zemlji postalo nemoguće. Ovi mikroorganizmi žive posvuda, njihovo stanište može biti tlo, voda, zrak, ljudski, životinjski i biljni organizmi.
Prema obliku stanica, prisutnosti uređaja za kretanje, međusobnoj artikulaciji stanica ove domene, unutar se provodi naknadna klasifikacija mikroorganizama. Mikrobiologija razmatra sljedeće vrste bakterija na temelju oblika stanica: okrugle, štapićaste, filamentne, naborane, spiralne. Bakterije po vrsti kretanja mogu biti nepokretne, bičaste ili se kreću zbog izlučivanja sluzi. Na temelju načina na koji su stanice međusobno povezane, bakterije se mogu izolirati, povezati u obliku parova, granula, a nalaze se i oblici grananja.
Među bakterijama u obliku štapa ima mnogo patogenih mikroorganizama (uzročnici difterije, tuberkuloze, trbušnog tifusa, antraksa); protozoe (plasmodium malarije, toksoplazma, lišmanija, lamblia, trichomonas, neke patogene amebe), aktinomicete, mikobakterije (uzročnici tuberkuloze, gube), plijesni i gljivice slične kvascu (uzročnici mikoza, uzročnici mikoza). Gljive mogu uzrokovati sve vrste lezija kože, na primjer, različite vrste lišajeva (osim šindre, u koje je uključen virus). Neki kvasci, kao stalni stanovnici kože, nemaju štetan učinak pri normalnom funkcioniranju imunološkog sustava. Međutim, ako se aktivnost imunološkog sustava smanji, onda uzrokuju pojavu seboroičnog dermatitisa.
Epidemiološka opasnost od mikroorganizama je kriterij za grupiranje svih patogenih mikroba u četiri skupine koje odgovaraju četirima rizičnima kategorijama. Stoga su skupine patogenosti mikroorganizama, čija je klasifikacija dana u nastavku, od najvećeg interesa za mikrobiologe, jer izravno utječu na život i zdravlje stanovništva.
Najsigurnija, 4. skupina patogenosti, uključuje mikrobe koji ne predstavljaju prijetnju zdravlju pojedinca (ili je rizik od te prijetnje zanemariv). Odnosno, rizik od infekcije je vrlo mali.
3. skupinu karakterizira umjereni rizik od infekcije za pojedinca, nizak rizik za društvo u cjelini. Takvi patogeni teoretski mogu uzrokovati bolest, a čak i ako jesu, postoje dokazano učinkoviti tretmani, kao i niz preventivnih mjera koje mogu spriječiti širenje infekcije.
U drugu skupinu patogenosti spadaju mikroorganizmi koji predstavljaju visokorizične pokazatelje za pojedinca, ali niske za društvo u cjelini. U tom slučaju uzročnik može uzrokovati ozbiljnu bolest kod osobe, ali se ne širi s jedne zaražene osobe na drugu. Dostupni su učinkoviti tretmani i prevencija.
1. skupinu patogenosti karakterizira visok rizik kako za pojedinca tako i za društvo u cjelini. Patogen koji uzrokuje ozbiljne bolesti kod ljudi ili životinja može se lako prenijeti na različite načine. Učinkovito liječenje i preventivne mjere obično nedostaju.
Patogeni mikroorganizmi, čija klasifikacija određuje njihovu pripadnost jednoj ili drugoj skupini patogenosti, uzrokuju veliku štetu zdravlju društva samo ako pripadaju 1. ili 2. skupini.
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 teihoične kiseline nema u staničnoj stijenci; citoplazmatski ribosomi su veći; konstanta sedimentacije 80; energetski procesi se odvijaju u mitohondrijima; organele imaju organele; Golgijev kompleks 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 mukozne 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 pokretljive. 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 mogu vidjeti u svjetlosnom mikroskopu 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 izlazi "izdanak" nove stanice iz koje potom nastaje vegetativna bakterijska stanica.
Kvarenje hrane uzrokuju samo vegetativne stanice. Poznavanje čimbenika koji pridonose stvaranju spora u bakterijama, te čimbenika koji uzrokuju njihovo klijanje u vegetativne stanice, važno je pri odabiru metode 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 osnovi umjetni, grupiraju bakterije u određene skupine na temelju njihove sličnosti u kompleksu morfoloških, fizioloških, biokemijskih i genotipskih obilježja.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 metanotvorke i arhebakterije (posebna skupina bakterija koje žive u ekstremnim uvjetima okoliša i jedan su od najstarijih oblika života).
Morfologija mikroorganizama je znanost koja proučava njihov oblik, strukturu, načine kretanja i razmnožavanja.
Mikrobi koji se najčešće nalaze u pripremi hrane klasificiraju se kao bakterije, plijesni, kvasci i virusi. Većina mikroba su jednostanični organizmi, čija se veličina mjeri u mikrometrima - mikronima (1/1000 mm) i nanometrima - nm (1/1000 mikrona).
Bakterije.
Bakterije su jednostanične, najčešće proučavani mikroorganizmi veličine 0,4-10 mikrona. Bakterije su po obliku sferične, štapićaste i zavijene (slika 1.). Kuglaste bakterije nazivaju se koki.
Ovisno o veličini i položaju stanica razlikuju se mikrokoki (pojedinačne stanice), diplokoki (skupina od dvije stanice), streptokoki (u obliku lanca stanica), stafilokoki (skupine stanica u obliku gomile stanica). grožđe). Veličine stanica sferičnih bakterija su 0,2-2,5 mikrona.
Bakterije u obliku štapića nalaze se u obliku pojedinačnih štapića, kao i u obliku dvostrukih i povezanih u lanac.
Raznolikost oblika stanica odlikuje se uvijenim bakterijama koje imaju različite duljine i debljine. To uključuje vibrije, spirile, spirohete.
Duljina štapićastih i smotanih bakterija je od 1 do 5 mikrona.
Veličina i oblik bakterija mogu varirati ovisno o različitim čimbenicima okoliša.
Struktura bakterijske stanice.
Stanica je od vanjskog okruženja odvojena gustom membranom – staničnom stijenkom. Stanična stijenka čini 5 do 20% suhe tvari stanice. Stanična stijenka je kostur stanice, daje joj određeni oblik, štiti od nepovoljnih vanjskih utjecaja, sudjeluje u metabolizmu stanice s okolinom.
Vanjski sloj ljuske kod mnogih bakterija može postati sluzav, tvoreći zaštitni pokrov - kapsulu.
Glavni dio stanice je citoplazma – prozirna, polutekuća viskozna proteinska masa natopljena staničnim sokom. Citoplazma štiti stanicu od mehaničkih oštećenja i isušivanja. Citoplazma sadrži rezervne hranjive tvari (zrnca škroba, masne kapljice, glikogen, bjelančevine) i druge stanične strukture. Citoplazma sadrži membranske strukture – mezosome. U mezosomima postoje enzimi. Citoplazma sadrži nuklearni aparat bakterijske stanice, koji se naziva nukleoid. To je dvostruka spirala DNK u obliku zatvorenog prstena.
Neke bakterije imaju flagele. Flagele su tanke, spiralno uvijene niti. Uz pomoć flagella, neke vrste bakterija mogu se aktivno kretati. Kuglaste bakterije (koke) su nepomične. Neke vrste štapićastih bakterija su pokretne i sve su zgužvane. Bakterije se mogu kretati uz pomoć cilija.
Citoplazmatska membrana odvaja sadržaj stanice od stanične stijenke. Polupropusna je i igra važnu ulogu u razmjeni tvari između stanice i vanjskog okruženja.
Citoplazma također sadrži ribosome i razne inkluzije. Ribosomi u citoplazmi su predstavljeni u obliku malih granula. Sastoje se od otprilike polovice ribonukleinske kiseline (RNA) i proteina. RNA sudjeluje u sintezi proteina.
Reprodukcija. Bakterije se razmnožavaju aseksualno, uglavnom jednostavnom dijeljenjem stanice na dva dijela.
Reprodukcija se odvija pod povoljnim uvjetima. Karakteristična značajka razmnožavanja bakterija je brzina procesa. Trajanje razmnožavanja bakterija od 30 minuta do nekoliko sati. Imena mikroorganizama sastoje se od dvije latinske riječi, prva znači rod, druga - vrsta.
Neke bakterije u obliku štapića stvaraju spore u nepovoljnim uvjetima (zadebljana citoplazma, prekrivena gustom membranom). Spore ne trebaju hranu, ne mogu se razmnožavati, ali zadržavaju svoju održivost na visokim temperaturama, sušenju, smrzavanju nekoliko mjeseci (bacil botulinusa) ili čak mnogo godina (bacil antraksa). Spore umiru tijekom sterilizacije (zagrijavanje na 120 °C 29 minuta). U povoljnim uvjetima klijaju u normalnu (vegetativnu) bakterijsku stanicu. Bakterije koje stvaraju spore nazivaju se bacili.
Gljive čine veliku skupinu organizama koji su izolirani u zasebno kraljevstvo Mycota. Gljive su rasprostranjene u prirodi. Gljive su eukarioti. Carstvo gljiva uključuje mikroskopske filamentozne gljive (plijesni).
Struktura. Stanice plijesni su u obliku izduženih isprepletenih niti - hifa debljine 1 - 15 mikrona, koje tvore tijelo plijesni - micelij (micelij), koje se sastoji od jedne ili više stanica. Na površini micelija se razvijaju plodišta u kojima sazrijevaju spore.
Struktura. Stanice mikroskopskih gljiva imaju izduženi oblik i nazivaju se hife. Isprepletene, nitaste hife tvore tijelo gljive u obliku vate, paperja i drugih sličnih formacija, koje se naziva micelij ili micelij. Micelij se sastoji od dva dijela: gornjeg plodnog i donjeg, koji služi za pričvršćivanje na hranjivi medij - supstrat - i hranjenje gljive. Gljive su vidljive golim okom.
Stanice micelija imaju staničnu stijenku koja ima zaštitna svojstva. Stanična stijenka također određuje oblik stanice. Unutar stanice ispunjena je citoplazma, koja sadrži jezgre, ribosome, mitohondrije i vakuole.
Jezgre reguliraju metabolički proces, reprodukciju i prijenos nasljednih osobina. Ribosomi su središte sinteze proteina, a energetski procesi se odvijaju u mitohondrijima. Vakuole su okrugle šupljine ispunjene staničnim sokom, gdje se talože rezervne hranjive tvari (glikogen, mast, volutin).
Reprodukcija. Mikroskopske gljive se razmnožavaju uglavnom na dva načina: aseksualno (vegetativno) i spolno.
S aseksualnim razmnožavanjem nastaju spore.
Tijekom spolnog razmnožavanja, dvije obližnje stanice najprije se spajaju. Tada se proces razmnožavanja odvija u različitim vrstama gljiva na različite načine. Neki razvijaju stanicu zvanu zigot, koja potom klija. Kod ostalih gljiva formira se plodište unutar kojeg se razvijaju vrećice (asci) sa sporama. Jednom u povoljnim uvjetima, spore sazrijevaju, vrećica puca. Spore gljiva vrlo su otporne na vanjske utjecaje, mogu ostati održive nekoliko godina.
Mikroskopske gljive zahtijevaju kisik za svoj razvoj, odnosno aerobne su i razmnožavaju se samo kada je dostupan zrak! Optimalni uvjeti za njihovu reprodukciju su temperature od 25-35 ° C i relativna vlažnost zraka od 70-80%.
U pogledu strukture, stanice plijesni razlikuju se od bakterijskih stanica po tome što imaju jednu ili više jezgri i vakuola (šupljine ispunjene staničnom tekućinom).
Kvasac pripada eukariotskim mikroorganizmima. Oni čine veliku skupinu jednostaničnih nepokretnih mikroorganizama koji su rasprostranjeni u prirodi. Većina kvasca pripada klasi gljiva – askomiceta.Po obliku je kvasac okruglog, ovalnog, jajolikog i izduženog oblika. Veličine stanica kvasca su od 2 do 12 mikrona.
Kvasac je rasprostranjen u prirodi. Sposobni su razgraditi (fermentirati) šećere u alkohol i ugljični dioksid.
Stanična struktura. Stanice kvasca odvojene su od vanjskog okruženja staničnom stijenkom. Štiti stanicu od štetnih utjecaja i određuje njezin oblik. Ispod stanične stijenke nalazi se citoplazmatska membrana koja igra važnu ulogu u metabolizmu. Stanica je ispunjena citoplazmom, koja sadrži jezgru, mitohondrije, ribosome, vakuole.
Jezgra je okružena dvostrukom membranom. Funkcije jezgre su regulacija metaboličkih procesa i drugih kemijskih procesa u stanici, prijenos nasljednih osobina.
Mitohondrije su male čestice različitih oblika. U njima se odvijaju energetski procesi i energija se pohranjuje.
Ribosomi su mala tijela koja su središte sinteze proteina. Vakuole su vezikule ispunjene staničnim sokom. Unutar vakuola nalaze se rezervne tvari - masti, ugljikohidrati (glikogen), volutin.
Reprodukcija. Kvasac se u povoljnim uvjetima razmnožava na dva načina: aseksualno, odnosno vegetativno (pupanje) i spolno (sporulacija).
Vegetativna reprodukcija se odvija na sljedeći način. Prvo, na izvornoj (majčinoj) stanici - bubregu, nastaje mali tuberkul koji raste kako se povećava. U isto vrijeme, jezgra je podijeljena na dva dijela. Jedna od jezgri s dijelom citoplazme i ostalim elementima stanice prelazi u mladu (kćerku) stanicu.
Kako stanica kćer raste, suženje koje je povezuje s matičnom stanicom se sužava, tako da se stanica kćeri takoreći odvaja, a zatim otkine i odvoji od majke. Ovaj proces traje nekoliko sati.
Sporulacija se također može dogoditi spajanjem dviju vegetativnih stanica u zigotu, u kojoj se zatim stvaraju spore koje rastu u vegetativne stanice. Zatim se razmnožavaju pupanjem.
Virusi su vrlo mali mikroorganizmi veličine od 35 do 125 nanometara, pa ih je moguće otkriti samo elektronskim mikroskopom.
Po obliku, virusi su okrugli, spiralni, a također i u obliku štapića i poliedara. Jednostavne su strukture i razlikuju se po kemijskom sastavu.
Virusi nemaju staničnu strukturu. Otporne su na sušenje i niske temperature. Njihovo uništavanje se događa kada se zagrije na 60-80 ° C.
Virusi uzrokuju niz ozbiljnih bolesti: velike boginje, ospice, poliomijelitis, gripu itd. Prodirući u stanice domaćina, virus se razmnožava, uzrokujući njihovu smrt.
Pitanja za samokontrolu
1. Bakterije. Struktura. Klasifikacija. Reprodukcija.
2. Gljive. Struktura. Klasifikacija. Reprodukcija.
3. Kvasac. Struktura. Klasifikacija. Reprodukcija.
4. Virusi. Struktura. Klasifikacija. Reprodukcija.
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. Primjećuje se, na primjer, da oligotrofi, odnosno bakterije koje žive s niskim sadržajem hranjivih tvari u mediju, imaju tendenciju povećanja omjera površine i volumena, na primjer, stvaranjem izraslina (tzv. proteza). ).
Razlikuju se tri bitne stanične strukture: * nukleoid * ribosomi * citoplazmatska membrana (CPM)
S vanjske strane CPM-a nalazi se nekoliko slojeva (stanična stijenka, kapsula, sluznica), koji se nazivaju 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 odsutnost repetitivnih gena... 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 prednuklearnim organizmima, budući da imaju primitivnu jezgru bez ljuske, nukleola, 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 upotrebu 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 tvari - inhibitori (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, izbjeći 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).
Morfologija mikroorganizama je znanost koja se bavi proučavanjem njihovog oblika, strukture, načina razmnožavanja i kretanja.
Ova znanost je prilično opsežna i bavi se proučavanjem mnogih pitanja. Unatoč činjenici da su svi mikroorganizmi nevidljivi ljudskim očima, oni i dalje postoje te su i "dobri" za tijelo i loši.
Mikrobi se mogu naći u svim sferama života: u vodi, tlu, zraku, kao iu drugim organizmima.
Po prvi put, poznati znanstvenik Leeuwenhoek, koji se bavio proizvodnjom prvih leća koje su omogućile povećanje objekata do dvjesto puta, naučio je o bakterijama. I ono što je vidio potpuno ga je začudilo. Znanstvenik je naučio da su mikrobi posvuda i da su svi različiti jedni od drugih. Tako je Leeuwenhoek postao otkrivač mikroorganizama.
Louis Pasteur je počeo proučavati takvo pitanje kao što je morfologija mikroorganizama i otkrio da oni ne samo da imaju drugačiju strukturu i oblik, već se razlikuju i po načinu na koji se kreću i razmnožavaju. Otkrio je da su neki za ljudsko tijelo, a neki, naprotiv, korisni. Također je otkrio da mikrobi poput kvasca mogu dovesti do procesa fermentacije.
Morfologija organizama omogućila je mnogim znanstvenicima da izmisle razna cjepiva koja pomažu u suočavanju sa smrtonosnim ljudskim bolestima.
Mikroorganizmi se smatraju najmanjim predstavnicima koji žive na planeti Zemlji. Najčešće su jednostanične i mogu se promatrati samo pod vrlo moćnim mikroskopom.
Veličina određenog oblika života mjeri se u mikrometrima i nanometrima. U prirodi ih ima ogroman broj, pa imaju značajne razlike u strukturi, načinu postojanja i kretanja.
Prema utvrđenom dijele se na nestanične, jednostanične i višestanične. Štoviše, podijeljeni su u sljedeće kategorije: gljive, kvasac, fagi, bakterije i virusi.
Prilikom proučavanja takve teme kao što je morfologija mikroorganizama, veliku pozornost treba posvetiti bakterijama. Najčešće su jednostanični organizmi (iako postoje iznimke) i razlikuju se po veličini. Neki od njih dosežu 500 mikrona.
Postoji nekoliko vrsta bakterija koje se razlikuju po svom obliku. Oni uključuju štapićaste, sferične i zavijene organizme. Pogledajmo pobliže svaku vrstu.
U medicini se zovu "cocci". Najčešće su okruglog oblika, iako se ponekad nalaze i mikroorganizmi ovalnog i grahastog oblika. Mogu se nalaziti ne samo pojedinačno, već iu parovima, u obliku lanaca ili vinove loze.
Mnogi od njih negativno utječu na ljudsko tijelo. Na primjer, streptokoki uzrokuju alergije, a stafilokoki uzrokuju stvaranje gnojnih i upalnih procesa.
Bakterije u obliku šipke smatraju se najčešćim. To uključuje mikroorganizme koji dovode do tuberkuloze, trbušnog tifusa, dizenterije.
Neke vrste štapića stvaraju spore u lošim okolišnim uvjetima. Takve bakterije nazivaju se bacili.
Stvaranje spora je vrlo zanimljiv i složen proces, budući da se ova vrsta stanica sama po sebi jako razlikuje od uobičajenog bacila. Svaka spora ima gustu i čvrstu ljusku, a ima zanemarivu količinu vode. Takva stanica uopće ne treba nikakve hranjive tvari, prestaje se kretati i razmnožavati. U tom slučaju spore mogu biti u uvjetima koji su strašni za život, kao što su previsoke ili niske temperature. Ali čim dođe povoljno okruženje za njih, odmah započinju svoju životnu aktivnost.
Uvrnute bakterije najčešće se nalaze u obliku zareza ili kovrča. Ti mikroorganizmi obično uzrokuju bolesti kao što su sifilis i kolera.
Mnoge se bakterije mogu kretati, a to čine uz pomoć flagela različitih oblika i duljina.
Bakterije se množe fisijom. Ovaj proces je vrlo brz (svakih petnaest do dvadeset minuta). Razmnožavanje se najbrže može vidjeti na hrani i drugim podlogama bogatim hranjivim tvarima.
Virusi se mogu pripisati posebnoj skupini mikroorganizama koji nemaju staničnu strukturu. Takvi oblici života iznimno su mali, pa se mogu vidjeti samo pod elektronskim mikroskopom. Neke vrste virusa mogu se sastojati samo od proteina i nukleinske kiseline.
Svaka osoba barem jednom u životu naišla je na bolesti uzrokovane ovim mikroorganizmima. To uključuje gripu, hepatitis, ospice i mnoge druge bolesti.
Ova skupina mikroorganizama također je posebna. Gljive ne sadrže klorofil, a također ne sintetiziraju organske tvari. Potrebni su im gotovi prehrambeni proizvodi. Zato se gljive najčešće nalaze na plodnim tlima ili na hrani.
Gljive imaju različite načine razmnožavanja. To uključuje ne samo aseksualni i seksualni način, već i vegetativni.
Kvasci su jednostanični, nepokretni organizmi različitih oblika. Postoje i okrugle i ovalne vrste, kao i štapićaste i srpaste.
Ova vrsta mikroorganizama prilično je rasprostranjena. Mogu se naći na biljkama, u tlu i u hrani koja se kvari. Neki od njih su sposobni pretvoriti šećere u ugljični dioksid i etilni alkohol. Taj se proces naziva fermentacija. Vrlo je tražen u prehrambenoj industriji.
Vrijedno je uzeti u obzir da su bakterije prvi oblik života koji se pojavio na našem planetu. Njihova glavna značajka leži u strukturi stanice. Za razliku od eukariota (stanice koje sadrže jezgru), prokarioti (bakterije) ne sadrže jezgru.
Takvi mikroorganizmi žive u svim sferama života i izravno utječu na život čovjeka.
Znanstvenici također klasificiraju bakterije na temelju njihove korisnosti. Postoje korisne i štetne vrste. Blagotvorni su uključeni u proces fotosinteze, pozitivno djeluju na ljudski probavni sustav, a također se vrlo često koriste u industriji.
Proučavanje morfologije mikroorganizama daje opću ideju o njihovom postojanju, a također omogućuje otkrivanje njihove koristi i štete u određenim situacijama.
Standardna bakterijska stanica sastoji se od sljedećih komponenti:
Plazma membrana. Ovaj se stanični element ne razlikuje od eukariotske membrane.
Mezosom je posebna komponenta, uz pomoć koje je moguće pričvrstiti nasljedni materijal na stanicu.
Nukleotid. To je nepotpuno formirana jezgra. Sadrži sve kromosome.
Ribosomi su posebne organele koje zauzimaju oko četrdeset posto staničnog prostora.
Osim gore navedenih elemenata, sastav prokariotske stanice uključuje i: kapsulu, staničnu stijenku i sluznicu. Mnoge se bakterije mogu samostalno kretati i prianjati za površine. To čine uz pomoć posebnih flagella i resica.
Virus je poseban organizam koji nema staničnu strukturu. Svaka njegova čestica sastoji se od ljuske, kao i od jezgre informacija koja se nalazi u središtu.
Ali struktura je složenija od strukture drugih mikroorganizama. Njihove stanice također uključuju jezgre i vakuole. U strukturi su vrlo slični biljnim, ali imaju drugačiji oblik. Izgledaju kao duge i razgranate niti zvane hife. Obično takve hife tvore micelij.
Stanice kvasca sadrže sve elemente eukariota, ali osim toga imaju i druge komponente. Njihova posebnost leži u činjenici da imaju kvalitete i životinja i biljaka.
Morfologija i fiziologija mikroorganizama omogućuju razumijevanje glavnih faza njihova života. Bakterije, baš kao i složeniji oblici života, sintetiziraju lipide, masti i ugljikohidrate. Ali u isto vrijeme, procesi koji se odvijaju u njihovim stanicama su različiti.
Znanstvenici razlikuju dvije vrste eukariota: autotrofe i heterotrofe.
Prvi tip može sintetizirati organske tvari iz anorganskih spojeva, dok drugi proizvodi procese transformacije organskih komponenti.
Tu su i saprofiti. Hrane se sintetiziranim tvarima mrtvih organizama.
Morfologija strukture mikroorganizama prilično je važna komponenta proučavanja života bakterija. Međutim, osim strukture stanice, vrijedi razmotriti i vrste metabolizma. O konstruktivnom tipu raspravljalo se gore. Postoji i razmjena energije.
Znanstvenici identificiraju sljedeće vrste proizvodnje energije:
Fotosinteza. Ovaj postupak se može provesti sa ili bez kisika.
Vrenje. Ova energetska reakcija je posljedica odvajanja molekula koje prenose fosfornu kiselinu u ADP.
Dah. Mikroorganizmi mogu disati ne samo s kisikom, već i s organskim i mineralnim spojevima.
Postoji nekoliko načina prijenosa nasljednih informacija od strane prokariota (morfologija i taksonomija mikroorganizama također su opisani u ovom članku). Razmotrimo svaki od njih detaljno:
konjugacija je metoda prijenosa nasljednih informacija s jednog mikroorganizma na drugi samo metodom njihovog izravnog kontakta;
transformacija - vrsta prijenosa tijekom kojeg donatori dijele informacije s primateljima;
transdukcija je metoda izravnog prijenosa nasljednog materijala pomoću faga.
Za najtočnije proučavanje strukture prokariota koriste se metode kao što su mikroskopija i bojenje.
Morfologiju mikroorganizama proizvode elektronski i svjetlosni mikroskopi. Stručnjaci su razvili nekoliko metoda kako bi dobili najtočnije rezultate.
Morfološka metoda istraživanja omogućuje korištenje mikroskopa za ispitivanje strukture stanice, kao i njezine pokretljivosti i sposobnosti reprodukcije.
Fiziološka metoda omogućuje nam da razmotrimo reakciju mikroorganizama na različite podražaje, kao i sposobnost prilagodbe različitim uvjetima.
Uz pomoć metode kulture moguće je provesti proučavanje mikroorganizma u hranjivom mediju. Ova tehnika vam omogućuje da identificirate sposobnost rasta i razmnožavanja.
Morfologija mikroba (mikrobiologija) je vrlo važna znanost u proučavanju bakterija i drugih jednostaničnih organizama. Nemojte misliti da bakterije samo štete prirodi i ljudskom tijelu. Daleko od toga. Bez njih bi život na planeti Zemlji bio nemoguć.
