Morfologie

Clasificarea microorganismelor

Bacterii

Bacteriile sunt microorganisme procariote unicelulare. Dimensiunea lor este măsurată în micrometri (µm). Există trei forme principale: bacterii sferice - coci, în formă de baston și întortocheate.

Cocci(greacă kokkos - cereale) au o formă sferică sau ușor alungită. Ele diferă unele de altele în funcție de modul în care sunt amplasate după divizare. Cocii localizați individual sunt micrococi, iar cocii localizați în perechi sunt diplococi. Streptococii se împart într-un singur plan și după divizare nu se diverg, formând lanțuri (greacă streptos - lanț). Tetracocii formează combinații de patru coci ca urmare a divizării în două planuri reciproc perpendiculare, sarcina (lat. sarcio - a lega) se formează prin diviziunea în trei planuri reciproc perpendiculare și arată ca niște grupuri de 8-16 coci. Ca urmare a diviziunii aleatorii, stafilococii formează ciorchine asemănătoare cu un ciorchine de struguri (grec staphyle - ciorchine de struguri).

În formă de tijă bacteriile (bacteriile grecești - stick) capabile să formeze spori se numesc bacili dacă sporul nu este mai lat decât stickul în sine și clostridii dacă diametrul sporului depășește diametrul stick-ului. Bacteriile în formă de baston, spre deosebire de coci, sunt diverse ca mărime, formă și aranjare a celulelor: scurte (1-5 µm), groase, cu capete rotunjite, bacterii din grupa intestinală; bacili de tuberculoză subțiri, ușor curbați; tije subțiri de difterie situate în unghi; bacili mari (3-8 microni) antrax cu capete „toiate”, formând lanțuri lungi - streptobacili.

LA sertizat formele de bacterii includ vibrioni, care au o formă ușor curbată în formă de virgulă (Vibrio cholera) și spirilla, constând din mai multe bucle. Formele contorte includ și Campylobacter, care la microscop arată ca aripile unui pescăruș zburător.

Structura unei celule bacteriene.

Elementele structurale ale unei celule bacteriene pot fi împărțite în:

a) elemente structurale permanente - sunt prezente in fiecare tip de bacterie pe toata durata de viata a bacteriei; acesta este peretele celular, membrana citoplasmatică, citoplasma, nucleoid;

B) elemente structurale instabile pe care nu toate tipurile de bacterii sunt capabile să le formeze, iar acele bacterii care le formează le pot pierde și dobândi din nou în funcție de condițiile de existență. Acestea sunt capsula, incluziuni, pili, spori, flageli.

Orez. 1.1. Structura celulelor bacteriene

Perete celular acoperă întreaga suprafață a celulei. Bacteriile Gram-pozitive au un perete celular mai gros: până la 90% este un compus polimer al peptidoglicanului asociat cu acizii teicoici și un strat de proteine. La bacteriile gram-negative, peretele celular este mai subțire, dar mai complex ca compoziție: este format dintr-un strat subțire de peptidoglican, lipopolizaharide și proteine; este acoperit cu o membrană exterioară.

Funcțiile peretelui celularsunt asta:

Este o barieră osmotică

Determină forma celulei bacteriene,

Protejează celula de influențele mediului,

Poartă o varietate de receptori care facilitează atașarea fagilor, colicinelor, precum și a diferitelor compuși chimici,

Prin peretele celular, nutrienții intră în celulă și produsele metabolice sunt eliberate,

Antigenul O este localizat în peretele celular și endotoxina (lipida A) a bacteriilor este asociată cu aceasta.

Membrana citoplasmatica

Adiacent peretelui celular bacterian membrana citoplasmatica , a cărei structură este similară cu membranele eucariotelor ( constă dintr-un strat dublu lipidic, în principal fosfolipide cu suprafață încorporată și proteine ​​integrale). Ea oferă:

Permeabilitatea selectivă și transportul substanțelor solubile în celulă,

Transportul de electroni și fosforilarea oxidativă,

Izolarea exoenzimelor hidrolitice, biosinteza diferiților polimeri.

Limitele membranei citoplasmatice citoplasmă bacteriană , care reprezintă structura granulara. Localizat în citoplasmă ribozomi și bacteriene nucleoid, poate conține și incluziuni și plasmide(ADN extracromozomial). Pe lângă structurile obligatorii, celulele bacteriene pot avea spori.

Citoplasma- Conținutul intern asemănător unui gel al celulei bacteriene este pătruns cu structuri membranare care creează un sistem rigid. Citoplasma conține ribozomi (în care se realizează biosinteza proteinelor), enzime, aminoacizi, proteine ​​și acizi ribonucleici.

Nucleoid- Acesta este un cromozom bacterian, o catenă dublă de ADN, închisă într-un inel, asociat cu mezozomul. Spre deosebire de nucleul eucariotelor, catena de ADN este localizată liber în citoplasmă și nu are o membrană nucleară, nucleol sau proteine ​​​​histone. Catena de ADN este de multe ori mai lunga decat bacteria in sine (de exemplu, E. coli are o lungime a cromozomului mai mare de 1 mm).

Pe lângă nucleoid, citoplasma poate conține factori de ereditate extracromozomiale numiți plasmide. Acestea sunt catene scurte, circulare de ADN atașate mezosomilor.

Incluziuni sunt continute in citoplasma unor bacterii sub forma de boabe care pot fi detectate prin microscopie. În cea mai mare parte, aceasta este o sursă de nutrienți.

A băut(latină pili - fire de păr) altfel cili, fimbriae, fimbriae, villi - procese scurte asemănătoare firului de pe suprafața bacteriilor.

Flagelii. Multe tipuri de bacterii sunt capabile să se miște datorită prezenței flagelilor. Dintre bacteriile patogene, doar printre tije și forme contorte există specii mobile. Flagelele sunt fire elastice subțiri, a căror lungime la unele specii este de câteva ori mai mare decât lungimea corpului bacteriei în sine.

Numărul și localizarea flagelilor este caracteristică caracteristica speciei bacterii. Bacteriile se disting: monotrici - cu un flagel la capătul corpului, lophotrici - cu un mănunchi de flageli la capăt, amfitrici, care au flageli la ambele capete și peritrici, în care flagelii sunt localizați pe toată suprafața corpul. Monotricii includ Vibrio cholerae, peritricii includ Salmonella typhoid.

Capsulă- stratul mucos exterior pe care îl au multe bacterii. La unele specii este atât de subtil încât se găsește numai în microscop electronic este o microcapsula. În alte tipuri de bacterii, capsula este bine definită și vizibilă într-un microscop optic convențional - aceasta este o macrocapsulă.

Micoplasme

Micoplasmele sunt procariote, dimensiunile lor sunt de 125-200 nm. Aceștia sunt cei mai mici dintre microbii celulari, dimensiunea lor este aproape de limita de rezoluție a unui microscop optic. Le lipsește un perete celular. Absența peretelui celular este asociată cu trăsăturile caracteristice ale micoplasmelor. Nu au o formă constantă, așa că se găsesc forme sferice, ovale și asemănătoare firului.

Rickettsia

Chlamydia

Actinomicete

Actinomicetele sunt microorganisme unicelulare care aparțin procariotelor. Celulele lor au aceeași structură ca și bacteriile: un perete celular care conține peptidoglican, o membrană citoplasmatică; citoplasma conține nucleoizi, ribozomi, mezosomi și incluziuni intracelulare. Prin urmare, actinomicetele patogene sunt sensibile la medicamentele antibacteriene. În același timp, au o formă de fire ramificate care se întrepătrund asemănătoare ciupercilor, iar unele actinomicete aparținând familiei Strentomycetes se reproduc prin spori. Alte familii de actinomicete se reproduc prin fragmentare, adică prin dezintegrarea filamentelor în fragmente separate.

Actinomicetele sunt răspândite în mediu, în special în sol, și participă la ciclul substanțelor din natură. Printre actinomicete există producători de antibiotice, vitamine și hormoni. Majoritatea antibioticelor utilizate în prezent sunt produse de actinomicete. Acestea sunt streptomicina, tetraciclina și altele.

Spirochetele.

Spirochetele sunt procariote. Au caracteristici comune atât bacteriilor, cât și microorganismelor protozoare. Aceștia sunt microbi unicelulari, în formă de celule lungi, subțiri, curbate spiralat, capabili de mișcare activă. În condiții nefavorabile, unele dintre ele se pot transforma în chisturi.

Studiile cu microscopul electronic au făcut posibilă stabilirea structurii celulelor spirochete. Aceștia sunt cilindri citoplasmatici înconjurați de o membrană citoplasmatică și un perete celular care conține peptidoglican. Citoplasma conține nucleoidul, ribozomii, mezosomii și incluziunile.

Sub membrana citoplasmatică există fibrile care asigură diverse mișcări ale spirochetelor - de translație, rotație, flexie.

Reprezentanți patogeni ai spirochetelor: Treponema pallidum - provoacă sifilis, Borrelia recurrentis - febră recidivantă, Borrelia burgdorferi - boala Lyme, Leptospira interrogans - leptospiroză.

Ciuperci

Ciupercile (ciupercile, micetele) sunt eucariote, plante inferioare, lipsite de clorofilă și, prin urmare, nu sintetizează compuși organici de carbon, adică sunt heterotrofe, au un nucleu diferențiat și sunt acoperite cu o înveliș care conține chitină. Spre deosebire de bacterii, ciupercile nu au peptidoglican în coajă, prin urmare sunt insensibile la peniciline. Citoplasma ciupercilor se caracterizează prin prezența unui număr mare de incluziuni și vacuole diferite.

Printre ciupercile microscopice (micromicete) există microorganisme unicelulare și multicelulare care diferă prin morfologie și metode de reproducere. Ciupercile sunt caracterizate printr-o varietate de metode de reproducere: diviziune, fragmentare, înmugurire și formarea de spori - asexuați și sexuali.

În studiile microbiologice, se întâlnesc cel mai adesea mucegaiuri, drojdii și reprezentanți ai grupului așa-numitelor ciuperci imperfecte.

Matrite formează un miceliu tipic răspândindu-se de-a lungul substratului nutritiv. Ramurile aeriene se ridică în sus din miceliu, terminându-se în corpi fructiferi de diferite forme purtând spori.

Mucor sau mucegaiuri capitate (Mucor) sunt ciuperci unicelulare cu un corp fructifer sferic umplut cu endospori.

Mucegaiurile din genul Aspergillus sunt ciuperci multicelulare cu un corp fructifer care, la microscopie, seamănă cu vârful unui adapator care pulverizează șuvoaie de apă; de unde si denumirea de „mucegai de udare”. Unele specii de Aspergillus sunt folosite industrial pentru a produce acid citricși alte substanțe. Există specii care provoacă boli ale pielii și plămânilor la om - aspergiloza.

Mucegaiurile din genul Penicillum, sau racemele, sunt ciuperci multicelulare cu un corp fructifer sub formă de perie. Primul antibiotic, penicilina, a fost obținut din anumite tipuri de mucegai verde. Printre penicilliums există specii patogene pentru om care provoacă penicilioză.

Diverse tipuri de mucegaiuri pot provoca deteriorarea produselor alimentare, a medicamentelor și a produselor biologice.

Drojdia - ciupercile de drojdie (Saccharomycetes, Blastomycetes) au forma unor celule rotunde sau ovale, de multe ori mai mari decat bacteriile. Dimensiunea medie a celulelor de drojdie este aproximativ egală cu diametrul unei celule roșii din sânge (7-10 microni).

Studentul trebuie să cunoască: morfologia bacteriilor, metode de examinare microscopică, reguli de colorare a bacteriilor.

Cuvinte cheie și termeni: nucleoid. Capsulă. Spor. Flagelii. Membrana citoplasmatica. Perete celular.

MORFOLOGIA BACTERIILOR

Bacteriile pot fi rotunde, în formă de tijă sau întortocheate. Bacteriile rotunde se numesc coci (o celulă este un coc). Cuvântul „coccus” provine de la cuvânt grecesc„kokkos”, care înseamnă sămânță. De obicei, cocii au o formă sferică regulată. Unii coci, după ce se împart în același plan, rămân asociați în perechi. Aceștia sunt diplococi. Mai rar, sunt oarecum ascuțiți, precum pneumococii - agenții cauzatori ai pneumoniei bacteriene (Fig. 2.1), sau au aspectul boabelor de cafea sau boabelor, precum menigococii - agenții cauzali ai meningitei. Gonococii, agenții cauzatori ai gonoreei bolii venerice, arată exact la fel (Fig. 2.2).

Pe baza locației celulelor după diviziune, cocii pot fi împărțiți în mai multe grupuri, în unele dintre ele, după divizare, celulele diverg și sunt localizate individual. Astfel de forme se numesc micrococi. Uneori, cocii, atunci când se împart, formează ciorchine asemănătoare ciorchinii de struguri. Astfel de forme se numesc stafilococi (Fig. 2.3).

Orez. 2.1.



La streptococi, diviziunea are loc și în același plan, dar celulele nu sunt separate unele de altele și, prin urmare, se formează lanțuri de lungimi diferite (Fig. 2.4).


Orez. 2.4.

Unii coci se împart în trei planuri reciproc perpendiculare, ceea ce duce la formarea unor grupuri cubice deosebite. Astfel de grupuri de coci se numesc sardine (Fig. 2.5). Dacă, după divizarea în două planuri reciproc perpendiculare, celulele sunt aranjate sub formă de combinații de patru coci, atunci astfel de grupuri se numesc tetracoci (Fig. 2.6).

Orez. 2.5.

Orez. 2.6.

Bacteriile în formă de tijă au capete rotunjite sau ascuțite. Dispunerea celulelor după diviziune este, de asemenea, variată - tije simple, câte două, în lanțuri etc. (Fig. 2.7).

Orez. 2.7.

Bacteriile contorte sau spiralate sunt adesea găsite. Există două grupuri de forme contorte de bacterii. Primul grup include spirilla, care au forma unor tije lungi curbate (una sau mai multe bucle) și vibrionii, care reprezintă doar o parte a unei spirale și arată ca o virgulă. Al doilea grup de bacterii contorte - spirochetele - sunt celule lungi și subțiri cu un număr mare de bucle mici (Fig. 2.8).


Celulele bacteriene sunt foarte mici, măsurând în micrometri (μm). Cocii au un diametru de aproximativ 0,5-1,0 microni. Lățimea bacteriilor în formă de tijă variază de la 0,5 la 1,0 microni, iar lungimea poate ajunge la câteva zeci de microni. Mărimea bacteriilor poate varia semnificativ în funcție de temperatură, compoziția mediului etc.

Celula bacteriană este înconjurată de o membrană. Citoplasma conține aparatul nuclear, vacuole, analogi ai mitocondriilor - mezosomi, ribozomi, precum și diferite tipuri de incluziuni formate de obicei în timpul procesului metabolic (Fig. 2.9).

Membrana celulară are o anumită rigiditate (rigiditate), dar în același timp elasticitate și capacitatea de a se îndoi. Membrana celulară poate fi distrusă prin ultrasunete, enzima lizozimă, un ac subțire etc. În acest caz, conținutul celulei - citoplasma - cu incluziunile sale curge și capătă o formă sferică. Rezultă că membrana conferă celulei bacteriene o anumită formă.


Membranele celulare prezintă o anumită organizare. Masa membranei celulare reprezintă aproximativ 20% din masa totală a celulei. Membrana celulară este adesea înconjurată de un strat mucos, care variază între bacterii individuale atât în ​​grosime, cât și în consistență. Acest strat se numește capsulă (Fig. 2.10).

Orez. 2.10.

Pe baza compoziției chimice, capsulele bacteriene pot fi împărțite în 2 tipuri. Un tip de capsulă este format din polizaharide - dextrani, celălalt din polipeptide. Multe bacterii conțin peptide în capsula lor, constând în principal din lanțuri de molecule de acid glutamic.

Capsula protejează celula de efectele adverse ale mediului înconjurător. Bacteriile încapsulate pot trăi în medii în care creșterea bacteriilor necapsulate este limitată. În unele cazuri, substanța capsulă poate fi folosită de bacterii ca rezervă alimentară atunci când alte alimente nu sunt disponibile.

Stratul exterior al citoplasmei, membrana citoplasmatică, este aproape adiacent cu peretele celular al celulei bacteriene. Această structură non-rigidă, numită uneori bariera osmotică a celulei, acționează ca o membrană semi-permeabilă și controlează transportul ionilor și moleculelor în și în afara celulei. Membrana citoplasmatică reprezintă aproximativ 10% din greutatea uscată a celulei, este formată din poliproteine ​​și conține până la 75% din lipidele celulei. Adesea membrana dă naștere la ramuri intracitoplasmatice (invaginări), ducând la formarea unor corpuri speciale - mezosomi.

Membrana și mezosomii îndeplinesc funcții caracteristice mitocondriilor organismelor superioare, în care sunt localizate diferite sisteme enzimatice.

Sub membrana citoplasmatică se află citoplasma. De obicei, este considerat un sistem coloidal format din apă, proteine, grăsimi, carbohidrați, compuși minerali și alte substanțe, al căror raport depinde de tipul de bacterii și de vârsta lor.

Studiile detaliate ale organizării micromoleculare și ale structurii submicroscopice a citoplasmei au relevat natura sa fin-granulară. Multe dintre aceste granule sunt ribozomi, particule bogate în proteine ​​și acid ribonucleic. O celulă bacteriană conține aproximativ 10.000 de ribozomi, care realizează sinteza proteinelor în celula bacteriană.

Citoplasma bacteriilor conține granule de nutrienți de rezervă. Substantele formate din carbohidrati - glicogenul (amidonul animal) sau granulosa (aproape de amidon) se pot acumula in celulele bacteriene ca nutrienti de rezerva. Dacă nu există o aprovizionare insuficientă cu substanțe care conțin carbon către mediu, glicogenul sau granulosa dispar treptat din celulele bacteriene.

Unele tipuri de bacterii acumulează grăsime și volutină în celulele lor. Acesta din urmă este format din polifosfați și polimetafosfați anorganici, precum și substanțe apropiate de acizii nucleici. Volutina se găsește sub formă de granule mari, clar vizibile, formate în cantități mari pe medii bogate în glicerol sau carbohidrați.

Aparatul nuclear (numit uneori nucleoid) este situat în citoplasma celulelor bacteriene. La bacterii se găsesc în mod constant structuri de formă discretă (discontinue) care conțin acid dezoxiribonucleic (ADN) precum și proteine ​​și au funcția de nucleu sau, mai precis, cromozomii formelor superioare de organisme. De obicei, o formațiune nucleară (una per celulă) este situată în partea centrală a conținutului intern al celulei bacteriene. Spre deosebire de celulele organismelor foarte organizate, nucleoidul bacteriilor nu este separat de citoplasmă printr-o membrană.

Multe bacterii se mișcă cu ajutorul unor apendice speciale sub formă de fir - flageli, care determină mobilitatea bacteriilor datorită mișcărilor lor spiralate sub formă de undă datorită contracțiilor ritmice (Fig. 2.11).


Orez. 2.11.

Cocii, cu excepția anumitor specii, nu au flageli. Dintre formele cilindrice de bacterii, aproximativ jumătate au flageli. Dintre bacteriile în formă de spirală, cele mai multe sunt mobile.

Bacteriile cu un flagel se numesc monotric bacteriile cu un mănunchi de flageli la unul sau ambele capete ale corpului sunt numite lophotric. Peritricurile sunt bacterii care au flageli pe întreaga suprafață a corpului lor. Numărul de flageli la diferite specii de bacterii poate varia semnificativ. De exemplu, vibrionii au 1-3 flageli, în timp ce bacteriile în formă de tije au 50 până la 100 de flageli.

Grosimea flagelilor este de aproximativ 0,01 microni, iar lungimea lor este de multe ori mai mare decât lungimea corpului bacteriei. Din punct de vedere chimic, flagelii sunt proteine ​​și sunt denaturați atunci când sunt încălziți.

Flagelii nu sunt o structură vitală pentru o celulă bacteriană. Astfel, bacteriile cu flageli pot fi cultivate în condiții în care nu dezvoltă flageli. La bacteriile mobile, se observă „variații de fază”, adică. flagelii sunt prezenți într-o fază de dezvoltare și absenți în timpul altei. Flagelii bacterieni pot fi distruși, dar celula va rămâne viabilă.

Flagelii provin dintr-un corp dens din citoplasmă, dar în același timp sunt atașați nu numai de membrana citoplasmatică, ci și de membrana celulară. Protoplastele eliberate de membrana celulară rețin flagelii.

Celulele bacteriene - monotricii, care se deplasează cu ajutorul unui flagel de-a lungul axei lor, fac o mișcare asemănătoare unui val. Animalele peririchoase prezintă răsturnări viguroase.

Viteza de mișcare a celulelor bacteriene depinde de caracteristicile aparatului lor de mișcare și de proprietățile mediului - vâscozitatea acestuia, temperatura, pH-ul, presiunea osmotică etc. Unele bacterii se pot deplasa, in conditii favorabile, pe o distanta ce depaseste de 10-15 ori dimensiunea celulei. Majoritatea bacteriilor parcurg o distanta intr-o secunda egala cu dimensiunea celulei lor.

Pe lângă flageli, celulele bacteriene pot avea procese drepte - fimbrie. Fimbriile sunt mult mai scurte și mai subțiri decât flagelele, dar sunt mai numeroase și se găsesc atât în ​​organismele mobile, cât și în cele imobile.

Unele bacterii sunt capabile să formeze spori (endospori), corpuri sferice sau eliptice care sunt foarte rezistente la condiții nefavorabile. Sporii refractează lumina și sunt clar vizibili la microscop cu lumină. De obicei, într-o celulă se formează un spor - un endospor. Disputele pot fi considerate ca o adaptare a organismului pentru a suporta conditii externe nefavorabile. Nu sunt organe de reproducere (Fig. 2.12).

Formarea sporilor depinde de condițiile de creștere. Sporii pot rămâne în viață în condițiile în care celulele vegetative, de ex. cei care nu formează un spor mor. Majoritatea sporilor tolerează bine uscarea, mulți spori nu pot fi uciși nici măcar prin fierbere timp de câteva ore. În stare uscată, sporii mor numai cu încălzire puternică (15-160 ° C) timp de câteva ore. Sporii anumitor tipuri de bacterii se disting prin rezistența la căldură.


Orez. 2.12. Sporii bacterieni

Sporii conțin puțină apă (din cauza deshidratării), care protejează proteinele de denaturare la temperaturi ridicate. Rezistența sporilor la factorii nefavorabili este determinată și de forma structurală specială pe care o ia proteina sporului în timpul procesului de sporulare.

Diametrul sporului este aproximativ egal cu diametrul celulei în care s-a format sau îl depășește ușor. La unele bacterii se formează un spor la capătul celulei, care se extinde oarecum. În acest caz, celula capătă aspectul unei tobe. La alte bacterii, sporii se formează în centrul celulei, care fie nu își schimbă forma (genul Bacil), sau în mijloc se extinde și ia forma unui fus (gen Clostridium). Partea vegetativă a celulei se prăbușește și dispare, lăsând doar sporul de refracție a luminii. Sporul este greu de colorat cu coloranți.

Găsindu-se în condiții favorabile, sporul începe să „germine”. În același timp, se umflă nu numai ca urmare a absorbției de apă, ci și datorită creșterii celulare datorită materialului de rezervă. Apoi cojile, sub influența presiunii cauzate de creștere, ruptură și crăpare. Apare o nouă celulă vegetativă. Modul în care celula iese din spor variază între specii și poate fi folosită ca caracteristică a speciei.

Există microorganisme care formează celule care sunt relativ rezistente la condiții nefavorabile - chisturi. Chisturile sunt caracterizate de o membrană îngroșată.

Datorită rigidității peretelui său, celula își menține forma: sferică, în formă de tijă sau întortocheată. Membrana protejează celula, menținându-și integritatea structurală atunci când condițiile externe se schimbă, în special în timpul influențelor osmotice. Împreună cu membrana, acționează ca o barieră semi-permeabilă, permițând pătrunderea selectivă a nutrienților din mediul înconjurător și eliberarea de compuși cu molecul mare - toxine sau enzime implicate în digestia extracelulară a substraturilor. Peretele celular determină specificitatea antigenului speciilor, este locul de adsorbție a fagilor pe celulă și este implicat în procesele de mișcare și diviziune.

La studierea compoziției chimice a pereților celulari ai bacteriilor gram-pozitive și gram-negative, au fost relevate diferențe semnificative în compoziția lor calitativă și cantitativă (Fig. 2.13).

Același heteropolimer, peptidoglicanul, este responsabil pentru rezistența mecanică a peretelui în aceste grupuri de microorganisme, deși conținutul său cantitativ și localizarea sunt diferite. Componentele de atac ale peretelui celular, cum ar fi acizii teicoici, se găsesc doar în pereții bacteriilor gram-pozitive. Examinarea microscopică electronică a secțiunilor straturilor de suprafață ale bacteriilor gram-pozitive și gram-negative a confirmat, de asemenea, eterogenitatea structurii pereților lor celulari.

Sistematica și morfologia microorganismelor

1. Taxonomia microorganismelor

Taxonomia este distribuția microorganismelor în funcție de originea și asemănarea lor biologică. Sistematica se ocupă cu o descriere cuprinzătoare a speciilor de organisme, elucidarea gradului de relații înrudite dintre ele și unificarea lor în unități de clasificare a diferitelor niveluri de înrudire - taxoni. Principalele probleme abordate în taxonomie (trei aspecte, trei piloni ai taxonomiei) sunt clasificarea, identificarea și nomenclatura.

Clasificarea este distribuția (asocierea) organismelor în conformitate cu proprietățile lor generale (caracteristici genotipice și fenotipice similare) în diverși taxoni.

Taxonomia este știința metodelor și principiilor de distribuție (clasificare) a organismelor în conformitate cu ierarhia lor. Cele mai utilizate unități taxonomice (taxa) sunt tulpina, specia, genul. Taxoni mai mari ulterioare - familie, ordine, clasă.

În termeni moderni specii în microbiologie- un set de microorganisme care au o origine evolutivă comună, un genotip apropiat (un grad ridicat de omologie genetică, de obicei mai mare de 60%) și caracteristici fenotipice cât mai apropiate.

Taxonomia numerică (numerică) se bazează pe utilizarea numărului maxim de caracteristici comparabile și pe luarea în considerare matematică a gradului de corespondență. Numărul mare de caracteristici fenotipice comparate și principiul importanței lor egale au făcut dificilă clasificarea.

Când se studiază, se identifică și se clasifică microorganismele, se studiază cel mai adesea următoarele caracteristici (geno- și fenotipice):

1. Morfologic - formă, mărime, caracteristici ale poziţiei relative, structură.

2. Tinctorial - relație cu diverși coloranți (natura colorației), în primul rând cu colorația Gram. Pe această bază, toate microorganismele sunt împărțite în gram-pozitive și gram-negative.

Proprietățile morfologice și relația cu colorația Gram fac posibilă, de regulă, clasificarea microorganismului studiat ca aparținând unor taxoni mari - familie, gen.

3. Cultural - natura creșterii microorganismului pe medii nutritive.

4. Biochimic - capacitatea de a fermenta diverse substraturi(carbohidrați, proteine ​​și aminoacizi etc.), formează diferiți produse biochimice în procesul vieții datorită activității diferitelor sisteme enzimatice și a caracteristicilor metabolice.

5. Antigenic – depind în principal de compoziția chimică și structura peretelui celular, prezența flagelilor, capsulelor, sunt recunoscute prin capacitatea macroorganismului (gazdă) de a produce anticorpi și alte forme de răspuns imun, sunt detectate în reacțiile imunologice .

6. Fiziologic - metode de glucide (autotrofe, heterotrofe), azot (aminoautotrofe, aminoheterotrofe) și alte tipuri de nutriție, tip de respirație (aerobi, microaerofili, anaerobi facultativi, anaerobi stricti).

7. Mobilitatea și tipurile de mișcare.

8. Capacitatea de a forma spori, natura sporilor.

9. Sensibilitatea la bacteriofagi, tiparea fagilor.

10. Compozitia chimica a peretilor celulari - zaharuri si aminoacizi bazici, compozitie lipide si acizi grasi.

11. Spectrul proteic (profilul polipeptidic).

12. Sensibilitate la antibiotice și alte medicamente.

13. Genotipic (utilizarea metodelor genosistematice).

În ultimele decenii, pentru a clasifica microorganismele, pe lângă caracteristicile lor fenotipice (vezi paragrafele 1 - 12), diverse metode genetice (studiul genotipului - proprietăți genotipice). Se folosesc metode din ce în ce mai avansate – analiza de restricție, hibridizarea ADN – ADN, PCR, secvențiere etc. Majoritatea metodelor se bazează pe principiul determinării gradului de omologie a materialului genetic (ADN, ARN). În acest caz, ei pornesc adesea de la ipoteza condiționată că gradul de omologie de peste 60% (pentru unele grupuri de microorganisme - 80%) indică faptul că microorganismele aparțin aceleiași specii (genotipuri diferite - un genotip), 40- 60% - la același gen.

Identificare.

Caracteristicile fenotipice și genotipice de bază utilizate pentru clasificarea microorganismelor sunt, de asemenea, utilizate pentru identificare, adică. stabilirea poziţiei lor taxonomice şi, mai ales, a speciilor, este cel mai important aspect al diagnosticului microbiologic al bolilor infecţioase. Identificarea se realizează pe baza studierii caracteristicilor fenotipice și genotipice ale agentului infecțios studiat și comparându-le cu caracteristicile speciilor cunoscute. În această lucrare, tulpinile de referință de microorganisme, antigene standard și seruri imune sunt adesea utilizate împotriva microorganismelor prototip cunoscute. La microorganismele patogene sunt adesea studiate proprietățile morfologice, tinctoriale, culturale, biochimice și antigenice.

Nomenclatură - denumirea microorganismelor în conformitate cu normele internaționale. Pentru desemnarea speciilor bacteriene se folosește nomenclatura latină binară gen/specie, constând din numele genului (scris cu majusculă) și tip (minuscule). Exemple: Shigella flexneri, Rickettsia sibirica.

În microbiologie, o serie de alți termeni sunt adesea folosiți pentru a caracteriza microorganismele.

Tulpina - orice probă specifică (izolat) dintr-o anumită specie. Tulpinile aceleiași specii, care diferă prin caracteristicile antigenice, sunt denumite serotipuri (serovariante - serovare pe scurt), în funcție de sensibilitatea la fagi specifici - fagotipuri, proprietăți biochimice - chemovar, conform proprietăți biologice- biovaruri etc.

O colonie este o structură izolată vizibilă atunci când bacteriile se înmulțesc pe medii nutritive solide, se poate dezvolta din una sau mai multe celule părinte. Dacă o colonie se dezvoltă dintr-o celulă părinte, atunci descendenții se numesc clonă.

Cultura este întreaga colecție de microorganisme din aceeași specie crescute pe solid sau lichid mediu nutritiv.

Principiul de bază al muncii bacteriologice este izolând și studiind proprietățile numai purului(omogen, fără amestec de microfloră străină) culturi.

2. Morfologia bacteriilor

Procariotele diferă de eucariote printr-o serie de caracteristici de bază.

1. Lipsa unui adevărat nucleu diferențiat (membrană nucleară).

2. Lipsa reticulului endoplasmatic dezvoltat și a aparatului Golgi.

3. Lipsa mitocondriilor, cloroplastelor, lizozomilor.

4. Incapacitatea de a endocitoza (captarea particulelor de alimente).

5. Diviziunea celulară nu este asociată cu modificări ciclice ale structurii celulare.

6. Dimensiuni semnificativ mai mici (de obicei). Majoritatea bacteriilor au dimensiuni de 0,5-0,8 micrometri (µm) x 2-3 µm.

Pe baza formei lor, se disting următoarele grupe principale de microorganisme.

1. Globulare sau coci (din greacă - cereale).

2. În formă de tijă.

3. Sertizat.

4. asemănător firului.

Bacteriile cocoide (coci) prin natura relaţiei după împărțire acestea sunt împărțite într-un număr de opțiuni.

1. Micrococi. Celulele sunt localizate singure. Ele fac parte din microflora normală și se găsesc în mediul extern. Nu provoacă boli la om.

2. Diplococi. Diviziunea acestor microorganisme are loc într-un singur plan, se formează perechi de celule. Printre diplococi există multe microorganisme patogene - gonococ, meningococ, pneumococ.

3. Streptococi. Diviziunea se realizează într-un singur plan, celulele care se înmulțesc mențin legătura (nu diverg), formând lanțuri. Există multe microorganisme patogene care provoacă dureri în gât, scarlatina și procese inflamatorii purulente.

4. Tetracoci. Împărțirea în două planuri reciproc perpendiculare cu formarea de tetrade (adică patru celule). Nu au nicio semnificație medicală.

5. Sarcine. Împărțirea în trei planuri reciproc perpendiculare, formând baloti (pachete) de 8, 16 și Mai mult celule. Deseori găsite în aer.

6. Stafilococi (din latină - ciorchine de struguri). Se împart aleatoriu în planuri diferite, formând ciorchine asemănătoare ciorchinii de struguri. Ele provoacă numeroase boli, în primul rând purulente-inflamatorii.

Microorganisme în formă de tijă.

1. Bacteriile sunt bastonașe care nu formează spori.

2. Bacilii sunt microbi aerobi formatori de spori. Diametrul sporului de obicei nu depășește dimensiunea („lățimea”) celulei (endosporului).

3. Clostridiile sunt microbi anaerobi care formează spori. Diametrul sporului este mai mare decât diametrul (diametrul) celulei vegetative, ceea ce face ca celula să semene cu un fus sau cu o rachetă de tenis.

Trebuie reținut că termenul „bacterii” este adesea folosit pentru a se referi la toți microbii procarioți. Într-un sens mai restrâns (morfologic), bacteriile sunt forme de procariote în formă de baston care nu au spori.

Forme răsucite ale microorganismelor.

1. Vibrios și campylobacters - au o singură îndoire, pot fi sub formă de virgulă, o buclă scurtă.

2.Spirile - au 2-3 bucle.

3. Spirochetele - au un număr diferit de spire, un axostil - un set de fibrile, un model de mișcare și caracteristici structurale specifice diferiților reprezentanți (în special secțiunile terminale). Dintre numărul mare de spirochete, reprezentanții a trei genuri au cea mai mare importanță medicală - Borrelia, Treponema, Leptospira.

Caracteristicile morfologiei rickettsiei, chlamidiei, micoplasmelor, caracteristici mai detaliate ale vibriilor și spirochetelor vor fi prezentate în secțiunile relevante ale microbiologiei private.

Încheiem această secțiune descriere scurta(cheie) pentru a caracteriza principalele genuri de microorganisme de importanță medicală, pe baza criteriilor utilizate în determinantul Bergey Bacteria.

Masa. Cheia principalelor grupuri de bacterii

Principalele grupuri de bacterii - Genuri de bacterii

1. Curbarea bacteriilor cu pereți subțiri, mobilitatea este asigurată de bacterii de alunecare - alunecare

Treponem

2. Curbarea bacteriilor cu pereți subțiri, mobilitatea este asociată cu prezența unui fir axial - spirochete

Borrelia, Leptospira

A. Forme miceliale

Mycobacterium, Actinomyces, Nocardia, Streptomyces

B. Simplu unicelular

Rickettsia, Coxiella, Chlamydia

2/locuire liberă

A. gram pozitiv:

coci - streptococ, Stafilococ

tije care nu formează spori

Corynebacterium, Listeria, Erizipelotrix

tije formatoare de spori

incl. aerobi obligatorii - Bacil

incl. anaerobi obligatorii - Clostridium

b. gram negativ:

coci - Neisseria

bacterii necoliforme

incl. forma spirala - Spirillum

incl. bastoane drepte, foarte mici

Pasteurella, Brucella, Yersinia, Francisella, Haemophilus, Bordetella

coli

incl. anaerobi facultativi

Escherichia, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Proteus, Vibrio

incl. aerobi obligatorii - Pseudomonas

incl. anaerobi obligatorii - Bacteroides, Fusobacterium

4.Fără pereți celulari - Micoplasma, Ureaplasma

3. Structura unei celule bacteriene

Organelele obligatorii sunt: aparat nuclear, citoplasmă, membrană citoplasmatică.

Opțional(minor) elementele structurale sunt: perete celular, capsulă, spori, pili, flageli.

1. În centrul celulei bacteriene se află un nucleoid - o formațiune nucleară, cel mai adesea reprezentată de un cromozom în formă de inel. Constă dintr-o catenă de ADN dublu catenară. Nucleoidul nu este separat de citoplasmă prin membrana nucleară.

2. Citoplasma este un sistem coloidal complex care conține diverse incluziuni de origine metabolică (granule de volutină, glicogen, granulosa etc.), ribozomi și alte elemente ale sistemului de sinteză a proteinelor, plasmide (ADN extranucleoid), mezosomi(format ca urmare a invaginării membranei citoplasmatice în citoplasmă, participă la metabolismul energetic, sporularea și formarea septului intercelular în timpul diviziunii).

3. Membrana citoplasmatică limitează citoplasma pe partea exterioară, are o structură cu trei straturi și îndeplinește o serie de funcții importante - barieră (creează și menține presiunea osmotică), energie (conține multe sisteme enzimatice - respirator, redox, efectuează electroni). transfer), transport (transferul diferitelor substanțe în și din celulă).

4. Peretele celular - inerent majorității bacteriilor (cu excepția micoplasmelor, acoleplasmelor și a altor microorganisme care nu au un perete celular adevărat). Are o serie de funcții, oferind în primul rând protecție mecanică și o formă constantă a celulelor, proprietățile antigenice ale bacteriilor sunt în mare măsură asociate cu prezența sa. Este format din două straturi principale, dintre care cel exterior este mai plastic, cel interior este rigid.

Principalul compus chimic al peretelui celular, care este specific numai bacteriilor - peptidoglican(acizi mureic). O caracteristică importantă pentru taxonomia bacteriilor depinde de structura și compoziția chimică a peretelui celular bacterian - Relație cu colorația Gram. În conformitate cu acesta, se disting două grupuri mari: bacterii gram-pozitive ("gram +") și gram-negative ("gram -"). Peretele bacteriilor gram-pozitive după colorația Gram reține complexul de iod cu violet de gențiană(colorat albastru- Violet), bacteriile gram-negative pierd acest complex și culoarea corespunzătoare după tratament și sunt colorate în roz datorită contracolorării cu fuchsin.

Caracteristicile peretelui celular al bacteriilor gram-pozitive.

Un perete celular puternic, gros, necomplicat, care este dominat de peptidoglican și acizi teicoici, fără lipopolizaharide (LPS) și adesea fără acid diaminopimelic.

Caracteristicile peretelui celular al bacteriilor gram-negative.

Peretele celular este mult mai subțire decât cel al bacteriilor gram-pozitive și conține LPS, lipoproteine, fosfolipide și acid diaminopimelic. Structura este mai complexă - există o membrană exterioară, astfel încât peretele celular este în trei straturi.

Când bacteriile Gram-pozitive sunt tratate cu enzime care distrug peptidoglicanul, apar structuri numite protoplaste care sunt complet lipsite de perete celular. Tratamentul bacteriilor gram-negative cu lizozim distruge doar stratul de peptidoglican, fără a distruge complet membrana exterioară; astfel de structuri se numesc sferoplaste. Protoplastele și sferoplastele au formă sferică (această proprietate este asociată cu presiunea osmotică și este caracteristică tuturor formelor de bacterii fără celule).

L- forme de bacterii.

Sub influența unui număr de factori care afectează negativ celula bacteriană (antibiotice, enzime, anticorpi etc.), L- transformare bacterii, ducând la pierderea permanentă sau temporară a peretelui celular. L-transformarea nu este doar o formă de variabilitate, ci și o adaptare a bacteriilor la condiții de viață nefavorabile. Ca urmare a modificărilor proprietăților antigenice (pierderea antigenelor O și K), a scăderii virulenței și a altor factori, formele L dobândesc capacitatea de a rămâne mult timp ( persista) în corpul gazdei, menținând un proces infecțios lent. Pierderea peretelui celular face ca formele L să fie insensibile la antibiotice, anticorpi și diferite medicamente pentru chimioterapie, al căror punct de aplicare este peretele celular bacterian. Instabil Formele L sunt capabile versoîn forme clasice (originale) de bacterii care au un perete celular. Există, de asemenea, forme L stabile de bacterii, absența unui perete celular și incapacitatea de a se inversa în formele clasice de bacterii sunt fixate genetic. În mai multe moduri, ele sunt foarte asemănătoare cu micoplasmele și altele Molicute- bacterii cărora le lipsește un perete celular ca caracteristică taxonomică. Microorganismele aparținând micoplasmelor sunt cele mai mici procariote, nu au perete celular și, ca toate structurile bacteriene fără perete, au formă sferică.

La structurile de suprafață ale bacteriilor(opțional, precum peretele celular), include capsule, flageli, microvilozități.

Capsulă sau un strat mucos înconjoară membrana unui număr de bacterii. A evidentia microcapsulă, detectat prin microscopie electronică sub forma unui strat de microfibrile și macrocapsulă, detectabil prin microscopie luminoasă. Capsula este o structură de protecție (în primul rând de la uscare, la un număr de microbi, este un factor de patogenitate, previne fagocitoza și inhibă primele etape ale reacțiilor de protecție - recunoașterea și absorbția). U saprofite capsulele se formează în mediul extern, în agenți patogeni, mai des în organismul gazdă. Există o serie de metode de colorare a capsulelor în funcție de compoziția lor chimică. Capsula constă adesea din polizaharide (cea mai comună culoare este Ginsu), mai rar din polipeptide.

Flagelii. Bacteriile mobile pot aluneca (se mișcă de-a lungul unei suprafețe solide ca urmare a contracțiilor sub formă de valuri) sau plutind, mișcându-se datorită proteinelor curbate spiralat asemănătoare filamentului ( flagelinacee după compoziţia chimică) formaţiuni – flageli.

Pe baza locației și a numărului de flageli, se disting o serie de forme de bacterii.

1.Monotric - au un flagel polar.

2. Lophotrichs - au un fascicul de flageli situat polar.

3.Amphitricous - au flageli la poli diametral opuși.

4. Peritric - au flageli de-a lungul întregului perimetru al celulei bacteriene.

Capacitatea de mișcare intenționată (chemotaxie, aerotaxie, fototaxie) în bacterii este determinată genetic.

Fimbrie sau cili- filamente scurte, în număr mare, care înconjoară celula bacteriană, cu ajutorul cărora bacteriile sunt atașate de substraturi (de exemplu, de suprafața mucoaselor). Astfel, fimbriile sunt factori de aderenţă şi colonizare.

F- pili (factor de fertilitate)- aparat conjugarea bacteriană, se gasesc in cantitati mici sub forma de fibre subtiri proteice.

Endospori și sporulare.

Sporularea- o metodă de conservare a anumitor tipuri de bacterii în conditii nefavorabile mediu inconjurator. Endospori se formează în citoplasmă, sunt celule cu activitate metabolică scăzută și rezistență ridicată ( rezistenţă) la uscare, factori chimici, temperatură ridicată și alți factori de mediu nefavorabili. Microscopia cu lumină este adesea folosită pentru a identifica sporii. potrivit lui Ozheshko. Rezistența ridicată este asociată cu conținut ridicat sare de calciu a acidului dipicolinic spori în coajă. Locația și dimensiunea sporilor în diferite microorganisme diferă, ceea ce are semnificație diagnostică diferențială (taxonomică). Fazele principale” ciclu de viață"disputa- sporulare(include stadiul pregătitor, stadiul de prespore, formarea cochiliei, maturarea și repausul) și germinaţie, terminând cu formarea unei forme vegetative. Procesul de sporulare este determinat genetic.

Forme neculturabile de bacterii.

Multe specii de bacterii gram-negative care nu formează spori au o stare specială de adaptare - forme necultivabile. Au activitate metabolică scăzută și nu se reproduc activ, adică. Nu formează colonii pe medii nutritive solide și nu sunt detectate prin cultură. Sunt foarte rezistente și pot rămâne viabile câțiva ani. Nedetectat prin metode bacteriologice clasice, detectat numai prin metode genetice ( reacție în lanț a polimerazei - PCR).

4. Caracteristicile morfologice ale ciupercilor

Ciupercile și protozoarele au un nucleu clar definit și sunt clasificate ca eucariote. Ciupercile sunt mai mari decât bacteriile, din punct de vedere evolutiv sunt aproape de plante (prezența unui perete celular care conține chitină sau celuloză, vacuole cu seva celulară, incapacitatea de mișcare, mișcarea vizibilă a citoplasmei). Materialul nuclear al ciupercilor este separat de citoplasmă prin membrana nucleară. Drojdie ciupercile formează celule ovale individuale. Matrite ciupercile formează structuri celulare sub formă de fire numite hife. Miceliu - împletirea hifelor - structura morfologică principală. U ciuperci inferioare miceliul este unicelular, nu are partiții interne ( sept). Ciupercile se reproduc sexual și asexuat (vegetativ). La înmulțirea vegetativă se formează structuri de reproducere specializate - spori - conidii. Ele pot fi amplasate în containere specializate - sporangii(endospori) sau se desprind din hifele fructifere (exospori). Mai puțin frecvent observată este formarea de spori în interiorul celulelor ( oidii), care sunt segmente de hife. Celulele de drojdie se reproduc prin înmugurire și nu formează miceliu. Reproducerea sexuală implică interacțiunea celulelor specializate care au diferențe semnificative de morfologie la diferite ciuperci și sunt adesea folosite ca caracteristică de diagnostic diferențial.

Majoritatea speciilor de ciuperci de importanță medicală se caracterizează prin prezența conidiilor (sau exosporilor), care sunt forme de reproducere nonsexuală. Clasificarea lor se bazează în mare parte pe formele morfologice ale conidiilor. Cele mai comune forme ale acestora sunt blastopori, chlamydospori, artrospori, conidiospori.

Blastosporii sunt structuri simple care se formează ca urmare a înmuguririi, urmată de separarea mugurelui de celula părinte, de exemplu în ciupercile de drojdie.

Chlamydosporii se formează ca urmare a măririi celulelor hifelor pentru a forma o membrană groasă care protejează sporii de condițiile de mediu nefavorabile.

Artrosporii sunt spori formați prin fragmentarea hifelor în celule individuale. Ele se găsesc în ciupercile asemănătoare drojdiei, agentul cauzator al coccidioidozei, formele tisulare ale dermatofitelor din păr, solzi de piele și unghii.

Conidiosporii sunt spori externi maturi care iau naștere pe conidiofori diferențiați (conidiofori), diferiți de alte fire miceliale ca formă și mărime (la Aspergillus, penicillium) sau localizați pe laturile și capetele oricărei ramuri a miceliului, atașându-se de acesta direct sau cu un tulpină subțire.

Endosporii ciupercilor perfecte includ sporangiosporii ciupercilor mucoase, care se dezvoltă în organe speciale (sporangii) situate în vârful sporangioforului. Sporii sunt eliberați atunci când peretele sporangiului se rupe.

Endosporii se găsesc și în formele tisulare ale agenților patogeni de coccidioidoză. Se dezvoltă în formațiuni rotunde - sferule atunci când se rupe peretele unei sferule mature, intră în mediul extern.

Principala diferență funcțională dintre spori la bacterii și ciuperci: la bacterii, sporii asigură supraviețuirea în condiții de mediu nefavorabile, la ciuperci, formarea sporilor este o metodă de reproducere.

5. Caracteristicile morfologice ale actinomicetelor (ciuperci radiante conform clasificărilor vechi)

Actinomicetele sunt forme de bacterii care au miceliu adevărat fără partiții. Creșterea micelială (sub formă de fire ramificate) a acestor bacterii gram-pozitive le conferă o asemănare externă cu ciupercile. Această asemănare este sporită de prezența în formele superioare de actinomicete a sporilor externi non-sexuali, care se numesc conidii.

Spre deosebire de ciuperci, actinomicetele au o structură celulară procariotă, nu conțin chitină sau celuloză în peretele celular și se reproduc numai asexuat. În actinomicetele inferioare, miceliul este fragmentat în bacterii unicelulare tipice. Miceliul actinomicetelor este împărțit în substrat (în substrat) și aerian. Bacteriile filamentoase includ micobacterii, genurile Nacardia și actinomicete și câteva genuri de actinomicete superioare.

Reprezentanții genului Mycobacterium, care include agenții cauzatori ai tuberculozei, sunt microorganisme acido-rezistente care nu acceptă bine vopseaua. Rezistența lor ridicată în mediul extern, rezistența la acid și o serie de alte proprietăți sunt asociate cu compoziția specială a peretelui celular, conținutul ridicat de lipide și ceară.

Microorganismele aparținând actinomicetelor superioare (genul Streptomyces, Micromonospora) formează miceliu și se reproduc prin spori sau conidii externi non-sexuali. Habitatul obișnuit pentru majoritatea dintre ele este solul. Cu toate acestea, o serie de actinomicete și specii de nocardie pot infecta rănile și pot provoca formarea de abcese. Actinomicetele se caracterizează prin formarea de drusen - „granule” dense în puroi, care sunt filamente de miceliu împletite aleatoriu în centru, cu „cluburi” radiale care se extind la periferie, în formă de balon, lărgite la capete. Unele actinomicete (cum ar fi streptomicetele) sunt asociate cu capacitatea de a produce antibiotice.

6. Caracteristicile morfologice ale protozoarelor

Literatură:

2. Koralyuk A.M. " Microbiologie medicală", 2002.

3. Deryabin D.G. „Stafilococi: ecologie și patogenitate”, 2000.

4. Identificator al bacteriei Bergey, în 2 volume.

5. Shub G.M., Korjnevici V.I. „Curs scurt de microbiologie medicală”, 2001.

Morfologia bacteriilor (procariote)

Bacteriile (greacă bakterion - stick) sunt microorganisme cu o structură de tip procariotă. În cea mai mare parte, acestea sunt organisme unicelulare, dar există multe forme care constau din multe celule. Termenul "procariote" este echivalent cu termenul "bacterii".

Forma și dimensiunea bacteriilor

Pe baza formei celulelor, bacteriile sunt împărțite în trei grupe principale: sferice, sau coci, în formă de baston și întortocheate (Fig. 1).

Cocci (greacă kokkos - cereale, Lat coccus - boabe). Au o formă sferică sub formă de minge obișnuită, elipsă, fasole, lancetă. În funcție de poziția relativă a celulelor după divizare, acestea se disting: micrococi, sau monococi, stafilococi, diplococi, streptococi, tetracoci și sarcina.

Orez. 1. Forme de bază ale bacteriilor

a - micrococi; b - diplococi și tetracoci; c - sarcine; d - streptococi; d - stafilococi; f. g - bacterii în formă de tijă; h - vibrioni; și - spirila; k - spirochete

Micrococii (lat. micrococcus - mici) sunt împărțiți în planuri egale și sunt localizați individual, în perechi sau aleatoriu. Saprofitele trăiesc în sol, apă și aer. De exemplu, Micrococcus luteus.

Stafilococii (greacă staphyle - ciorchine de struguri) sunt coci care se împart în planuri diferite și sunt localizați în ciorchini asimetrici, uneori singuri, în perechi sau în tetrade. Saprofite și agenți patogeni. De exemplu, Staphylococcus aureus.

Diplococii (greacă diploos - dublu) sunt împărțiți într-un singur plan, formând cocii legați în perechi. De exemplu, Azotobacter chroococcum.

Streptococi (greacă streptos - lanț) - coci dispuși sub formă de lanț, există celule unice și pereche, uneori tetrade. Format prin diviziune într-un singur plan. Saprofite și agenți patogeni. De exemplu, Streptococcus pyogenes.

Tetracocii (greacă tetra - patru) sunt coci care sunt împărțiți în două planuri reciproc perpendiculare și sunt aranjați în grupuri de câte patru.

Sarcinele (lat. sarcio - I bind) sunt coci care se divid în trei planuri reciproc perpendiculare și formează pachete regulate de 8-16 celule sau mai multe. Saprofitele se găsesc în aer, sol și intestinele animalelor și oamenilor. De exemplu, Sarcina ureae.

Bacteriile în formă de tijă. Acesta este cel mai mare grup de procariote. Au simetrie axială și o formă a corpului cilindrică cu capete rotunjite sau ascuțite. Formele în formă de tije sunt împărțite în două grupe: bastonașe care nu formează spori - bacterii (Bacterium) și tije care formează spori - bacili (Bacillus). Tijele în care diametrul sporului depășește lățimea celulei vegetative se numesc de obicei clostridii.

În funcție de aranjarea relativă a celulelor, bacteriile în formă de baston se împart în grupuri unice și nesistematice, diplobacterie și diplobacillus (situați în perechi), precum și streptobacteria și streptobacili (forme care formează lanțuri lungi sau scurte). Saprofite și specii patogene. De exemplu, Bacillus anthracis, Clostridium tetani.

Formele în formă de tijă includ, de asemenea, corinebacterii și fusobacterii.

Corynebacteria….greacă. korync - buzdugan) - bețe drepte sau curbate cu îngroșări în formă de maciucă la capete. Saprofite, patogene pentru animale și oameni. De exemplu, Corynebacterium pseudotuberculosis și altele.

Fusobacterii sunt tije lungi, groase, cu capete ascuțite. Există specii patogene - agentul cauzal al necrobacterium necrophorum (Fusobacterium necrophorum).

Bacteriile răsucite. Au simetrie spirală. Acestea includ vibrioni, spirilla și spirochete.

Vibrios (lat. vibrio - wriggle). Celulele Vibrio au o formă cilindrică curbată, formând 1/4-1/2 dintr-o buclă spirală și seamănă cu o virgulă. Saprofite și agenți patogeni. De exemplu, Vibrio cholerae.

Spirilla (latină, spira - bend) sunt bacterii care au forma unor tije răsucite spiralat cu 4-6 spire. Ei trăiesc în proaspăt și apa de mare. În principal saprofite (Spirillum volutans); Speciile patogene includ S. minus și Campylobacter fetus.

Spirochetele (spirochaeta; greaca speira - curba si chaite - parul lung) sunt procariote cu o forma spiralata contorta. În spirochete sunt detectate două tipuri de bobine: primare - formate din îndoirile cilindrului protoplasmatic, și secundare - reprezentând curbele întregului corp. Spirochetele sunt celule lungi elastice, în formă de spirală, formate dintr-un filament axial (axistil), citoplasmă cu ribozomi și incluziuni, nucleoid, mezosomi, membrană citoplasmatică și perete celular. Peretele celular elastic subțire este format dintr-o membrană lipoproteică exterioară și un strat discontinuu de paptidoglican. Filamentul axial este întins pe toată lungimea celulei, îndeplinește funcții locomotorii și de susținere și conține un mănunchi de 2-150 de fibrile axiale (de susținere), constând din amino zahăr cutina. Numărul și dimensiunea fibrilelor variază între diferitele specii. Cilindrul protoplasmatic este împachetat în formă de spirală și este înconjurat de fibrile axiale atașate de discuri la capete. Fibrilele sunt cuprinse în periplast (între membrana citoplasmatică și peretele celular). Mișcarea spirochetelor se realizează datorită contracției active a filamentului axial și a cilindrului protoplasmatic; formele de mişcare sunt variate: rotaţională, translaţională, de flexie.

Se reproduc prin diviziune transversală. În condiții nefavorabile, spirochetele se pot transforma într-un chist - o celulă scurtată și încolăcită înconjurată de o membrană durabilă.

Pe baza morfologiei (dimensiunea, numărul și forma verticilor), numărul de fibrile axiale, natura mișcării, tipul de oxidare biologică, ecologie, patogenitate în cadrul grupului de spirochete, acestea se diferențiază: spirochete, cristispire, treponeme, borrelie. și leptospira.

Spirochetele și Christispira trăiesc în corpuri deschise de apă, nămol și canalizare; nepatogen pentru vertebrate. Christyspires sunt procariote gigantice (28-150 µm) cu o formă curbată în spirală, cu o membrană granulară plată în formă de chilă (crista) care trece de-a lungul corpului celular. Numărul de fibrile este mai mare de 100.

Treponoamele sunt bacterii elastice răsucite spiralat, dimensiunea 0,1-0,5, 5-20 microni; filamentul axial este format din 1 sau 4 fibrile; buclele uniforme sau neuniforme sunt bine definite; mobil. Specia tip este Treponema pallidum.

Borrelia sunt bacterii filamentoase contorte, dimensiunea 0,2-0,5 X 5-30 microni; filamentul axial este format din 15-20 de fibrile paralele.

Leptospirele sunt bacterii în formă de spirală, cu diametrul de 0,1-0,25 microni și lungimea de 6-30 microni, formând aproximativ 20 de bucle primare mici, apropiate distanță și 1-2 secundare, dând celulei forma literelor G, S. , C. Filetul axial este format din 2 fibrile. Principalul tip de mișcare este rotațional-translațional. De exemplu, Leptospira interrogans.

Bacteriile nu sunt vizibile cu ochiul liber. Prin urmare, pentru a le studia se folosesc microscoape ușoare și electronice. Celulele bacteriene sunt măsurate în micrometri (1 µm = 10" m), elementele de structură fină sunt măsurate în nanometri (1 nm = 10 m). Limită de rezoluție microscop luminos este de 0,2 microni, modelele moderne de microscoape electronice sunt de 0,15-0,3 nm. Dimensiunea medie a procariotelor se află în intervalul 0,5-3 microni. Cocii sunt cei mai stabili - dimensiunea lor este de 0,5-2 microni. Formele în formă de tijă au de obicei 2-10 µm lungime și 0,5-1 µm lățime, tijele mici sunt de 0,7-1,5 și, respectiv, 0,2-0,4 µm.

În 1967, Adler a descris mini-celule. Sunt de aproximativ 10 ori mai mici decât bacteriile originale, nu conțin ADN cromozomial și au doar ADN plasmidic. Printre bacterii pot exista giganți care ating o lungime de 125 de microni sau mai mult. Dimensiunile spirochetelor sunt 0,2-0,75 x 5-500 microni.

Curs nr. 5 Morfologia si sistematica microorganismelor. Procariote (bacterii și actinomicete).

1 Morfologia și sistematica microorganismelor. Morfologia microorganismelor le studiază aspect, formă și caracteristici structurale, capacitatea de mișcare, formarea sporilor, metode de reproducere. Caracteristicile morfologice joacă un rol important în recunoașterea și clasificarea microorganismelor. Din cele mai vechi timpuri, lumea vie a fost împărțită în două regnuri: regnul vegetal și regnul animal. Când a fost descoperită lumea microorganismelor, acestea au fost separate într-un regat separat. Astfel, până în secolul al XIX-lea, întreaga lume a organismelor vii a fost împărțită în trei regate. La început, clasificarea microorganismelor s-a bazat pe caracteristicile morfologice, deoarece oamenii nu știau nimic mai mult despre ele. Până la sfârșitul secolului al XIX-lea, au fost descrise multe specii; Diverși oameni de știință, în mare parte botanici, au împărțit microorganismele în grupuri adoptate pentru clasificarea plantelor. În 1897 au început să fie folosite, alături de cele morfologice, caracteristicile fiziologice pentru taxonomia microbilor. După cum sa dovedit mai târziu, pentru o clasificare bazată științific, orice semn în sine nu este suficient. Prin urmare, se utilizează un set de semne:

Morfologic (forma celulei, dimensiunea, motilitatea, reproducerea, sporularea, colorația Gram);

Cultural (model de creștere pe medii nutritive lichide și solide);

Fiziologico-biochimic (natura produselor acumulate);

genotipic ( caracteristici fizico-chimice ADN).

Genosistematica ne permite să determinăm tipul de microorganisme nu prin asemănare, ci prin înrudire. S-a stabilit că compoziția de nucleotide a ADN-ului total nu se modifică în timpul dezvoltării microorganismelor în diferite condiții. Formele S și R sunt identice în compoziția ADN-ului. Au fost descoperite și microorganisme care au o compoziție similară de nucleotide a ADN-ului, deși aparțin unor grupuri sistematice: Escherichia coli și unele corinebacterii. Acest lucru indică faptul că atunci când în mod sistematic (taxonomia) microbilor, trebuie luate în considerare diferite caracteristici.

Până de curând, toate ființele vii cu o structură celulară, în funcție de relația dintre nucleul și organelele cu citoplasma, compoziția peretelui celular și alte caracteristici, erau împărțite în două grupe (regate):

1.1 Procariotele prenucleare (clasificate ca organisme care nu au un nucleu clar definit, reprezentat de o moleculă de ADN în formă de inel; peretele celular include peptidoglican (mureină) și acizi teicoici; ribozomii au o constantă de sedimentare de 70; centrii energetici ai celulele sunt situate în mezosomi și nu există organele).

1.2 Eucariote nucleare (cu un nucleu clar definit separat de citoplasmă printr-o membrană; peretele celular este lipsit de peptidoglican și acizi teicoici; ribozomii citoplasmei sunt mai mari; constanta de sedimentare este 80; procesele energetice se desfășoară în mitocondrii; organele conțin complexul Golgi etc.).

Mai târziu s-a dovedit că printre microorganisme există și forme necelulare - viruși și, prin urmare, a fost identificat un al treilea grup (regn) - vira.

Pentru a desemna microorganismele, a fost adoptată o nomenclatură dublă (binară), care include numele genului și al speciei. Numele generic se scrie cu majuscule (majusculă), în timp ce numele specific (chiar provenit dintr-un nume de familie) este scris cu literă mică (mică). De exemplu, bacilul antrax se numește Bacillus anthracis, Escherichia coli se numește Escherichia coli, iar Aspergillus negru este Aspergillus niger.

Principal (inferior) unitate taxonomică este priveliștea. Speciile sunt unite în genuri, genurile în familii, familiile în ordine, ordinele în clase, clasele în diviziuni, diviziunile în regate.

O specie este o colecție de indivizi ai aceluiași genotip cu similaritate fenotipică clar exprimată.

Cultură - microorganisme obținute dintr-un substrat animal, uman, vegetal sau de mediu și crescute pe un mediu nutritiv. Culturile pure constau din indivizi dintr-o specie (descendent obținut dintr-o celulă - o clonă).

Tulpina este o cultură a aceleiași specii, izolată din habitate diferite și caracterizată prin modificări minore ale proprietăților. De exemplu, E. coli izolat din corpul uman, mare bovine, rezervoare, sol, pot fi diferite tulpini.

2 Procariote (bacterii și actinomicete). Bacteriile (procariotele) sunt grup mare microorganisme (aproximativ 1600 de specii), dintre care majoritatea sunt unicelulare. Forma și dimensiunea bacteriilor. Principalele forme de bacterii sunt sferice, în formă de tijă și întortocheate. Bacteriile globulare - cocii au forma obișnuită sferică sunt, de asemenea, turtite, ovale sau în formă de fasole. Cocii pot fi sub formă de celule unice - monococi (micrococi) sau conectați în diverse combinații: în perechi - diplococi, patru celule - tetracoci, sub formă de lanțuri mai mult sau mai puțin lungi - streptococi și, de asemenea, sub formă de cubi- ciorchini în formă (sub formă de pungi) de opt celule situate în două niveluri unul deasupra celuilalt - sarcine. Există ciorchini de formă neregulată care seamănă cu ciorchinii de struguri - stafilococi. Bacteriile în formă de tijă pot fi simple sau conectate în perechi - diplobacteria, în lanțuri de trei până la patru sau mai multe celule - streptobacteriile. Relația dintre lungimea și grosimea bețelor poate fi foarte diferită. Bacteriile șifonate sau curbate variază în lungime, grosime și grad de curbură. Tijele ușor curbate în formă de virgulă se numesc vibrioni, tijele cu una sau mai multe bucle de tirbușon se numesc spirilla, iar tijele subțiri cu numeroase bucle se numesc spirochete. Datorită utilizării unui microscop electronic pentru studiul microorganismelor din substraturi naturale, s-au descoperit bacterii care au o formă de celulă specială: inel închis sau deschis (toroid); cu excrescențe (prosteks); în formă de vierme - lung cu capete curbate foarte subțiri; și, de asemenea, sub forma unei stele hexagonale.

Dimensiunile bacteriilor sunt foarte mici: de la zecimi de micrometru (μm) la câțiva micrometri. În medie, dimensiunea corpului majorității bacteriilor este de 0,5-1 microni, iar lungimea medie a bacteriilor în formă de tijă este de 2-5 microni. Există bacterii ale căror dimensiuni depășesc semnificativ valoarea medie, iar unele sunt pe punctul de a fi vizibile în microscoapele optice convenționale. Forma corpului bacteriilor, precum și dimensiunea acestora, se pot schimba în funcție de vârstă și condițiile de creștere. Cu toate acestea, în anumite condiții, relativ stabile, bacteriile își păstrează inerente această specie dimensiuni si forma. Masa unei celule bacteriene este foarte mica, aproximativ 4-10-1:! G.

Structura unei celule bacteriene . Celula organismelor procariote, care includ bacterii, are caracteristici ultrastructurale fundamentale. Peretele celular (cochilia) este un element structural important al majorității bacteriilor. Peretele celular reprezintă 5 până la 20% din substanța uscată celulară. Are elasticitate și servește ca o barieră mecanică între protoplast și mediu inconjurator, dă celulei o anumită formă. Compoziția peretelui celular include un compus heteropolimer specific celulelor procariote - peptidoglicanul (mureina), care este absent în pereții celulari ai organismelor eucariote. Conform metodei de colorare propusă de fizicianul danez H. Gram (1884), bacteriile sunt împărțite în două grupe: gram-pozitive și gram-negative. Celulele gram-pozitive rețin colorantul, în timp ce celulele gram-negative nu, din cauza diferențelor de compoziție chimică și ultrastructură a pereților lor celulari. Bacteriile Gram pozitive au pereți celulari mai groși, amorfi, care conțin cantități mari de mureină (50 până la 90% din masa uscată a peretelui celular) și acizi teicoici. Pereții celulari ai bacteriilor gram-negative sunt mai subțiri, stratificati, conțin multe lipide, puțină mureină (5-10%) și lipsește acizii teicoici.

Peretele celular al bacteriilor este adesea acoperit cu mucus. Stratul mucos poate fi subțire, abia vizibil, dar poate fi și semnificativ și poate forma o capsulă. Adesea, capsula este mult mai mare ca dimensiune decât celula bacteriană. Slimarea pereților celulari este uneori atât de puternică încât capsulele celulelor individuale se contopesc în mase mucoase (zoogeluri), în care sunt încorporate celulele bacteriene. Substanțele mucoase produse de unele bacterii nu sunt reținute ca o masă compactă în jurul peretelui celular, ci difuzează în mediu. Atunci când se înmulțesc rapid în substraturi lichide, bacteriile care formează mucus le pot transforma într-o masă mucoasă continuă. Acest fenomen se observă uneori în extractele de zahăr din sfeclă în timpul producției de zahăr. In spate un timp scurt siropul de zahăr se poate transforma într-o masă vâscoasă, vâscoasă. Carnea, cârnații și brânza de vaci sunt supuse mucusului; vâscozitatea laptelui, a saramurilor, legume murate, bere, vin. Intensitatea formării mucusului și compoziția chimică a mucusului depind de tipul de bacterii și de condițiile de cultivare. Capsula are proprietăți benefice, mucusul protejează celulele de condiții nefavorabile - în multe bacterii, formarea de mucus crește în astfel de condiții. Capsula protejează celula de deteriorarea mecanică și uscare, creează o barieră osmotică suplimentară, servește ca un obstacol în calea pătrunderii fagilor și a anticorpilor și, uneori, este o sursă de nutrienți de rezervă. Membrana citoplasmatică separă conținutul celular de peretele celular. Aceasta este o structură esențială a oricărei celule. Când integritatea membranei citoplasmatice este încălcată, celula își pierde viabilitatea. Membrana citoplasmatică reprezintă 8-15% din substanța uscată a celulei. Membrana conține până la 70-90% din lipide celulare, grosimea sa este de 7-10 nm 1. Pe secțiuni de celule dintr-un microscop electronic, este vizibil sub forma unei structuri cu trei straturi - un strat lipidic și două straturi de proteine ​​adiacente acestuia pe ambele părți. Membrana citoplasmatică este invaginată în celulă pe alocuri, formând tot felul de structuri membranare. Contine diverse enzime; este semi-permeabilă, joacă rol importantîn metabolismul dintre celulă şi mediu. Citoplasma unei celule bacteriene este un sistem semi-lichid, vâscos, coloidal. În unele locuri este pătruns cu structuri membranare - mezosomi, care provin din membrana citoplasmatică și au păstrat legătura cu aceasta. Mezozomii îndeplinesc diverse funcții; ele și membrana citoplasmatică asociată conțin enzime implicate în procesele energetice – în alimentarea celulei cu energie. Mezosomii bine dezvoltați se găsesc numai în bacteriile gram-pozitive, sunt slab dezvoltați și au o structură mai simplă. Citoplasma conține ribozomi, aparatul nuclear și diverse incluziuni. Ribozomii sunt împrăștiați în citoplasmă sub formă de granule cu dimensiunea de 20-30 nm; ribozomii sunt compusi din aproximativ 60% acid ribonucleic (ARN) si 40% proteine. Ribozomii sunt responsabili pentru sinteza proteinelor celulare. O celulă bacteriană, în funcție de vârsta și condițiile de viață, poate avea 5-50 de mii de ribozomi. Aparatul nuclear al bacteriilor se numește nucleoid. Microscopia electronică a secțiunilor ultrasubțiri ale celulelor bacteriene a făcut posibilă stabilirea că purtătorul informatii genetice celula este o moleculă de acid dezoxiribonucleic (ADN). ADN-ul are forma unei catete duble elicoidale închise într-un inel; este numit și „cromozom bacterian”. Este situat într-o anumită zonă a citoplasmei, dar nu este separat de aceasta de propria sa membrană.

Citoplasmatic includere celulele bacteriene sunt diverse, în principal acestea sunt substanțe nutritive de rezervă care se depun în celule atunci când se dezvoltă în condiții de exces de nutrienți în mediu și sunt consumate atunci când celulele se află în condiții de foame. Polizaharidele sunt depuse în celulele bacteriene: glicogen, substanță asemănătoare amidonului granulosa, care sunt folosite ca sursă de carbon și energie. Lipidele se găsesc în celule sub formă de granule și picături. Porții de grăsime sursa buna carbon și energie. Multe bacterii acumulează polifosfați; sunt continute in granule de volutina si sunt folosite de celule ca sursa de fosfor si energie. Sulful molecular este depus în celulele bacteriilor cu sulf.

Motilitatea bacteriilor . Bacteriile sferice sunt de obicei nemotile. Bacteriile în formă de baston sunt fie mobile, fie imobile. Bacteriile curbate și în formă de spirală sunt mobile. Unele bacterii se mișcă prin alunecare. Mișcarea majorității bacteriilor se realizează folosind flageli. Flagelii sunt filamente subțiri, răsucite spiralat, de natură proteică, care pot efectua mișcări de rotație. Lungimea flagelilor variază, iar grosimea este atât de mică (10-20 nm) încât pot fi văzute la microscop cu lumină doar după un tratament special al celulei. Prezența, numărul și localizarea flagelilor sunt caracteristici constante pentru specie și au valoare diagnostică. Bacteriile cu un flagel la capătul celulei se numesc monotric; cu o grămadă de flageli - lophotrichs", cu o grămadă de flageli la ambele capete ale celulei - amphitrichs; bacteriile în care flagelii sunt localizați pe întreaga suprafață a celulei se numesc peritrichs. Viteza de mișcare a bacteriilor este mare: în o secundă, o celulă cu flageli poate acoperi o distanță de 20-50 de ori mai mare decât lungimea corpului său dintre unele bacterii există un număr mare de formațiuni filiforme, mult mai subțiri și mai scurte decât flagele - fimbriae (sau pili ).

Reproducerea bacteriilor. Celulele procariote se caracterizează prin diviziune celulară simplă în două. Diviziunea celulară începe, de regulă, la ceva timp după diviziunea nucleoidului. Bacteriile în formă de tijă sunt împărțite transversal, sferice în planuri diferite. În funcție de orientarea planului de diviziune și numărul acestora, diverse forme: coci unici, perechi, lanțuri, sub formă de pachete, ciorchini. O caracteristică a creșterii bacteriene este viteza procesului. Rata de diviziune depinde de tipul de bacterii și de condițiile de cultivare: unele specii se divid la fiecare 15-20 de minute, altele - la fiecare 5-10 ore. Cu această diviziune, numărul de celule bacteriene pe zi ajunge la un număr mare. Acest lucru se observă adesea în produsele alimentare: acrișarea rapidă a laptelui din cauza dezvoltării bacteriilor lactice, alterarea rapidă a cărnii și a peștelui din cauza dezvoltării bacteriilor putrefactive etc.

Sporularea. Sporii din bacterii se formează de obicei în condiții nefavorabile de dezvoltare: cu lipsă de nutrienți, modificări ale temperaturii, pH-ului și cu acumularea de produse metabolice mai sus. un anumit nivel. Majoritatea bacteriilor în formă de tijă au capacitatea de a forma spori. Fiecare celulă produce un singur spor (endospor).

Sporularea este un proces complex în care se disting mai multe etape: în primul rând, se observă o restructurare a aparatului genetic al celulei și se modifică morfologia nucleoidului. Sinteza ADN-ului se oprește în celulă. ADN-ul nuclear este extras într-o catenă, care apoi se desparte; o parte din ea este concentrată la unul dintre polii celulei. Această parte a celulei este numită zonă sporogenă. În zona sporogenă, citoplasma este compactată, apoi această zonă este separată de restul conținutului celular printr-un sept. Zona tăiată este acoperită cu membrana celulei mamă și se formează un așa-numit prospor. Un prospor este o structură situată în interiorul celulei mamă, de care este separată de două membrane: exterioară și interioară. Între membrane se formează un strat cortical (cortex), asemănător ca compoziție chimică cu peretele celular al unei celule vegetative. Pe lângă peptidoglican, cortexul conține acid dipicolinic (C 7 H 8 O 4 Mg), care este absent în celulele vegetative. Ulterior, deasupra prosporului se formează un înveliș de spori format din mai multe straturi. Numărul, grosimea și structura straturilor variază între diferitele tipuri de bacterii. Suprafața carcasei exterioare poate fi netedă sau cu proeminențe de diferite lungimi și forme. Pe partea de sus a cochiliei sporilor, se formează adesea o acoperire subțire, care înconjoară sporul sub forma unei teci - un exosporium.

Sporii sunt de obicei de formă rotundă sau ovală. Diametrul sporilor unor bacterii depășește lățimea celulei, drept urmare forma celulelor purtătoare de spori se modifică. Celula capătă o formă de fus (clostridium) , în cazul în care sporul este situat în centrul său, sau forma unei tobe (plectridiu) când sporul este aproape de capătul celulei.

După ce sporul se maturizează, celula mamă moare, învelișul său este distrus și sporul este eliberat. Procesul de formare a sporilor are loc în mai multe ore.

Prezența unei învelișuri dense, impenetrabile în sporii bacterieni, un conținut scăzut de apă în ea, o cantitate mare de lipide, precum și prezența calciuȘi acid dipicolinic provoacă rezistență ridicată a sporilor la factorii de mediu. Sporii pot rămâne viabili pentru sute sau chiar mii de ani. De exemplu, sporii viabili au fost izolați din cadavrele mamuților și ale mumiilor egiptene, care au mii de ani. Sporii sunt rezistenți la temperatura ridicata: în stare uscată mor după încălzire la 165-170°C timp de 1,5-2 ore, iar cu abur supraîncălzit (în autoclavă) - la 121°C timp de 15-30 minute.

În condiții favorabile, sporul germinează într-o celulă vegetativă; acest proces durează de obicei câteva ore.

Sporii în germinare începe să absoarbă în mod activ apa, enzimele sale sunt activate și procesele biochimice care conduc la creștere sunt îmbunătățite. În timpul germinării sporilor, cortexul se transformă în peretele celular al unei celule vegetative tinere; Acidul dipicolinic și calciul sunt eliberate în mediul extern. Învelișul exterior al sporului se rupe și un „vârsta” iese prin pauze. celulă nouă, din care se formează apoi o celulă bacteriană vegetativă.

Doar celulele vegetative provoacă alterarea alimentelor. Cunoașterea factorilor care favorizează formarea sporilor în bacterii și a factorilor care provoacă germinarea acestora în celulele vegetative este importantă în alegerea unei metode de prelucrare a produselor pentru a preveni alterarea microbiană a acestora.

Informațiile prezentate mai sus caracterizează în principal așa-numitele bacterii adevărate. Există și altele mai mult sau mai puțin diferite de ele, care includ următoarele.

Filamentoase (bacterii filamentoase). Acestea sunt organisme pluricelulare sub formă de filamente de diferite lungimi, cu un diametru de la 1 la 7 microni, mobile sau atașate de substrat. În mare parte fire cu o teacă mucoasă. Ele pot conține oxid de magneziu sau oxizi de fier. Ei trăiesc în corpuri de apă și se găsesc în sol.

Mixobacterii. Acestea sunt bacterii în formă de tijă care se mișcă prin alunecare. Ele formează corpi fructiferi - grupuri de celule închise în mucus. Celulele din corpurile fructifere intră într-o stare de repaus - mixospori. Aceste bacterii trăiesc în sol și pe diverse resturi vegetale.

Bacteriile înmugurite și pe tulpină se reproduc prin înmugurire, formând tulpini sau ambele. Există specii cu excrescențe - prosteks. Ei trăiesc în sol și în corpurile de apă.

Actinomicete. Bacteriile au o formă ramificată. Unele sunt tije ușor ramificate (vezi Fig. 2, e), altele sunt sub formă de fire subțiri ramificate care formează un miceliu unicelular. Actinomicetele miceliene, numite „ciuperci cu raze”, se reproduc prin spori care se dezvoltă pe ramurile aeriene ale miceliului. Actinomicetele sunt colorate; sunt răspândite în natură. Ele se găsesc și pe produsele alimentare și pot provoca alterarea. Produsul capătă un miros de pământ caracteristic. Multe actinomicete produc antibiotice. Există specii care sunt patogene pentru oameni și animale.

Micoplasme. Organisme fără perete celular, acoperite doar cu o membrană cu trei straturi. Celulele sunt foarte mici, uneori ultramicroscopice (aproximativ 200 nm), pleomorfe (diverse forme) - de la cocoide la filamentoase. Unele cauzează boli la oameni, animale și plante.

Bazele taxonomiei bacteriene Sisteme moderne clasificările bacteriilor sunt în esență artificiale, ele grupează bacteriile în anumite grupe pe baza asemănării lor într-un set de caracteristici morfologice, fiziologice, biochimice și genotipice. -a ediție). Conform ediției a 8-a, toate procariotele sunt împărțite în două divizii - cianobacterii și bacterii. Prima secțiune - cianobacteriile (alge albastre-verzi) - sunt microorganisme fototrofe. A doua secțiune este bacteriile. Acest departament este împărțit în 19 grupuri. Al 17-lea grup include actinomicetele. Potrivit ediției a 9-a, regnul procariotelor este împărțit în patru diviziuni în funcție de prezența sau absența unui perete celular și de compoziția sa chimică: prima diviziune - cu piele subțire, include grupuri de bacterii, gram-negative, fototrofice și cianobacterie. ; a 2-a secțiune include bacterii cu piele dură, inclusiv grupuri de bacterii care sunt pozitive pentru colorarea Gram; a treia secțiune include micoplasme - bacterii care nu au perete celular; a patra secțiune include arheobacterii care formează metan și (un grup special de bacterii care trăiesc în condiții extreme de mediu și este una dintre forme antice viaţă).