Baktériumok, sokféleségük. Szerkezet

A mikroorganizmusok modern osztályozását (csoportosítását) 1980-ban javasolta egy amerikai mikrobiológus bergy. E besorolás szerint a mikrobák egész világa három birodalomra oszlik: baktériumok, gombák, vírusok.

Kik ők? Hogy megtudjam, elmentem az iskolai könyvtárba, ahol a könyvtárosunk segített a szakirodalom átdolgozásában a választ keresve.

Név mikroorganizmusok a latin micros szóból származik - kicsi. Ezért a mikroorganizmusok (mikrobák) 0,1 mm-nél kisebb méretű egysejtűek, amelyek szabad szemmel nem láthatók.

Sok milliárd évvel az ember megjelenése előtt jelent meg a Földön! Különféle formájúak. Egyesek mozdulatlanok, míg másoknak csillók vagy flagellák vannak, amelyekkel együtt mozognak.

A legtöbb mikroba levegőt lélegzik aerobok.
Mások számára a levegő káros – az anaerobok.

A világosztályozásban a mikrobákat a következőkre osztják kórokozó(kórokozó) és nem patogén mikrobák. Ide tartoznak a baktériumok, vírusok, alacsonyabb mikroszkopikus méretű gombák (nyálkahártya, élesztőgombák) és algák, protozoák ( ).

1. melléklet

A mikroorganizmusok osztályozása

A körülöttem lévő világ tanulságaiból megtudtam, hogy a korábban mikroszkopikus növényeknek tekintett baktériumok mára egy független baktériumkirálysággá válnak – a jelenlegi osztályozási rendszerben a négy közül a növények, állatok és gombák mellett.

(más görög - bot) - ezek egysejtű mikroorganizmusok, amelyeket sejtes hasonlóságok jellemeznek, és különféle formájúak: gömb alakú - cocci, rúd alakú - bacilusok, ívelt - vibrios, spirál - spirilla, lánc formájában - streptococcusok, klaszterek formájában - staphylococcusok ( ).

2. függelék

A baktériumok osztályozása alak szerint

baktérium neve	A baktériumok alakja	Baktérium kép
cocci	gömbölyű
Bacilus	rúd alakú
Vibrió baktérium	ívelt, vessző
Spirillum	Spirál
streptococcusok	Lánc
Staphylococcusok	fürtök
diplococcusok	Két kerek baktérium egy kapszulában

Eddig körülbelül tízezer baktériumfajt írtak le. A mikrobiológia ága a baktériumok kutatásával foglalkozik bakteriológia.

(lat. vírusméreg) - a legprimitívebb élőlények a földön, amelyek mérete 20-300 nm. Csak a test élő sejtjeiben szaporodnak. Nincs sejtszerkezetük. Szabad állapotban nem mennek végbe bennük anyagcsere-folyamatok.

(alsó) egysejtű gombák. E gombák közé tartozik a jól ismert fehérpenész ( mukor gomba). Az ilyen gomba gyakran a kenyéren vagy a zöldségeken fejlődik ki, és először vattának tűnik - egy fehér bolyhos anyag, amely fokozatosan feketévé válik. Annak ellenére, hogy a nyálkahártya a mindennapi életben károkat okoz, a természetben hasznos funkciót tölt be, lebontja az elhalt szervezeteket.

A mikrobiológiai kutatásban egy speciális rést foglal el a szerves anyagokban gazdag folyékony közegben élő egysejtű gombák csoportja, amelyeket fermentációs folyamatokban használnak fel.

(cianobaktériumok) a legrégebbi nagy baktériumok egyik fajtája, amely képes fotoszintézisre, amelyet oxigén felszabadulás kísér.

- sok különböző szervezet, amelyek teste egyetlen sejtből áll ( infuzória, amőba, zöld euglena...).

Így az általam vizsgált osztályozás szerint hatalmas számú mikroorganizmus létezik és szaporodik az egyes fajok számára kényelmes körülmények között. A mikroorganizmusok mindegyik típusa az élőhelytől függ, és bizonyos funkciókat lát el.

A baktériumok prokarióták, egysejtű szervezetek, amelyeknek nincs sejtmagjuk. Két birodalomra oszthatók: baktériumokra és archebaktériumokra. Ez utóbbiak között nincsenek fertőző betegségek kórokozói. A mai napig a baktériumok osztályozása a genetikai kommunikáció elvein alapul.

A baktériumok szuperbirodalmát a következő organizmusok alkotják:

• vékony falú (gram-negatív);
• vastag falú (gram-pozitív);
• sejtfalak nélkül (mikoplazmák).

A szuperbirodalomban a mikroorganizmusokat hat rendszertani csoportba sorolják:

• Osztály.
• Rendelés.
• Család.

A fő csoport a faj. Ugyanolyan genezissel és genotípussal rendelkező egyedek halmazaként jelenik meg, amelyek hasonló tulajdonságokkal rokonok, és különböznek más fajoktól.

A faj nevét bináris nómenklatúra határozza meg (vagyis a név két szóból alakul ki). A szifilisz kórokozóját például Treponema pallidumnak nevezik. A név első része a nemzetséget jelöli, nagybetűvel jelöljük. A második a fajt jelöli, kis betűvel írják. Ha a fajt másodszor is említik, a nemzetség nevét a kezdőbetű jelzi (T. padillum).

A leggyakoribbnak a Burgey's Key kilencedik kiadásában szereplő fenotípusos csoportosítást tartják. Elvei a sejtfalak szerkezetén alapulnak.

A Burgey-determináns a baktériumokat Gram-festés szerint is osztályozza. A Gram-technika egy olyan kutatási módszer, amelyben a festés lehetővé teszi az élőlények megkülönböztetését sejtfaluk biokémiai tulajdonságai alapján. A módszert Gram dán orvos dolgozta ki 1884-ben.

Burgey osztályozásában a baktériumok legnagyobb csoportjai a következők:

• Gram negatív.
• Gram-pozitív.
• Mikoplazmák.
• Archaea.

A leírásokat a Burgey's Guide csoportonként mutatja be, beleértve a családokat, nemzetségeket és fajokat. Néha osztályok és rendelések is bekerülnek a csoportba. Burgey kulcsa 30 olyan csoportot különböztet meg, amelyekben kórokozó organizmusok vannak, a maradék 5 csoport Burgey szerint nem tartalmaz kórokozó fajokat.

Az utóbbi években népszerűvé vált a filogenetikai osztályozás, amely a molekuláris biológia elvein alapul. A múlt század 60-as éveiben felfedezték az egyik első módszert a családi kapcsolatok meghatározására a genom hasonlóság alapján - egy módszert a guanin (nukleinsav elem) és citozin (DNS-komponens) koncentrációjának összehasonlítására egy DNS-makromolekulában. Koncentrációjuk azonos mutatói nem jelzik a mikroorganizmusok evolúciós hasonlóságát, de 10%-os eltérés azt jelzi, hogy a baktériumok különböző nemzetségekhez tartoznak.

Az 1970-es években egy másik technikát fejlesztettek ki, amely gyökeresen megváltoztatta a mikrobiológia elméletét - a génszekvencia értékelését a 16s rRNS-ben. Ezzel a módszerrel lehetővé vált a mikroorganizmusok több filogenetikai csoportjának azonosítása és kapcsolatuk elemzése.

A fajok szintjén történő osztályozás a DNS-DNS hibridizációs technikával történik. Az alaposan tanulmányozott fajok vizsgálata azt mutatja, hogy a hibridizációs fok 70% -a egy fajt ír le, 10% és 60% között - egy nemzetség, kevesebb, mint 10% - különböző nemzetségek.

A filogenetikai osztályozás részben lemásolja a fenotípusos osztályozást. Így például a gram-negatívumok mindkettőben szerepelnek. Ugyanakkor a gram-negatív organizmusok rendszere szinte teljesen módosul. Az archaebaktériumokat a legmagasabb szintű önálló taxonként határozzák meg, egyes taxonómiai csoportok újraelosztásra kerülnek, a különböző ökológiai célú mikroorganizmusokat egy kategóriába sorolják.

A baktériumok alakjai

A baktériumok morfológiájuk alapján osztályozhatók. Az egyik fő morfológiai jellemző az alak.

Több fajta létezik:

• Gömb alakú (coccusok, diplococcusok, sarcinok, streptococcusok, staphylococcusok).
• Rúd alakú (bacillusok, diplobacillusok, streptobacillusok, coccobacteriumok).
• Díszes (vibrio, spirilla).
• Spirál alakú (a spirocheták vékony, hosszúkás, kanyargós mikroorganizmusok, sok fürtökkel).
• Fonálszerű.

Az ábrán ezek formái láthatók:

• 1 - mikrococcusok;
• 2 - streptococcusok;
• 3 - sarcins;
• 4 - nem spóra rudak;
• 5 - spórarudak (bacilusok);
• 6 - vibriók;
• 7 - spirocheták;
• 8 - flagellated spirilla;
• 9 - staphylococcusok.

A gömb alakú baktériumok gömb alakúak, vannak ovális és bab alakú szervezetek is.

A coccusok elhelyezkedése:

• Külön - mikrococcusok.
• Diplococcusokkal párosítva.
• Láncokban - streptococcusok.
• Szőlő formájában - staphylococcusok.
• A "csomagokban" - sarcins.

A leggyakoribbak a rúd alakú baktériumok. A rudakat egyenként, párban (diplobaktériumok) vagy láncban (streptobaktériumok) gyűjtjük. Számos pálca alakú szervezet spórákat képezhet súlyos körülmények között. A bacillusok spórarudak. Az orsó alakú bacillusokat clostridiumoknak nevezik.

A díszes mikroorganizmusok vessző (vibrio), vékony kanyargós rúd (spirocheta) formájúak, és több fürtös (spirilla) is lehet.

Az archaebaktériumok sejtfalában nincs peptidoglikán (mechanikai funkciót ellátó komponens). Specifikus riboszómáik és riboszómális RNS-ük (ribonukleinsav) van.

Vékony falú Gram-negatív organizmusok morfológiája:

• Gömb alakú (gonococcus, meningococcus, veillonella).
• Díszes (spirochetes, spirilla).
• Rúd alakú (rickettsia).

A vastag falú gram-pozitív mikroorganizmusok között vannak:

• Gömb alakú (staphylococcusok, pneumococcusok, streptococcusok).
• Rúd alakú.
• Elágazó, fonalas szervezetek (actinomycetes).
• Klub alakú organizmusok (korinebaktériumok).
• Mycobacteriumok.
• Bifidobaktériumok.

A flagellák elhelyezkedése és száma

A morfológia olyan paramétert tartalmaz, mint a flagellák elhelyezkedése és száma. E paraméter szerint vannak:

• Monotrichus (egyetlen flagellum sejtjük pólusán).
• Lophotrichous (zsinórok köteg a sejt pólusán).
• Amphitrichous (pólusaikon két köteg flagella).
• Peritrichous (nagyszámú flagella a baktériumban).

A flagellák jelenléte jellemző a bélmikrobákra, vibrio cholerae, spirilla, lúgképző szerekre.

A sejtfal színei

A baktériumok színét a peptidoglikán koncentrációja határozza meg. Azok az élőlények, amelyeket a sejtfalban magas (körülbelül 90%) peptidoglikántartalom jellemez, kék-lila Gram színűek. Ezek Gram-pozitív baktériumok.

Az összes többi baktérium, amelynek héjában 5-20% peptidoglikán található, rózsaszínes színt kap. Ezek közé tartoznak a Gram-negatív baktériumok is. A peptidoglikán vastagságának mértéke a gram-pozitív szervezetekben többszöröse, mint a gram-negatív szervezetekben.

A Gram-pozitív szervezetek sejtfala poliszacharidokat, teichoinsavakat és fehérjéket is tartalmaz. A Gram-negatív baktériumokat lipopoliszacharidokból és bazális fehérjékből álló külső membrán borítja.

A Gram színezés lehetővé teszi a prokarióták alkategóriákba sorolását. A Gracilicutes osztályból származó vastag falú mikroorganizmusok, protoplasztok és hibás sejtfalú szferoplasztok Gram-negatívan festődnek. A Firmicute típusú, vastag falú baktériumok Gram-pozitívan festenek.

Osztályozás a légzés típusa szerint

A légzés típusától függően a következők vannak:

• aerobic;
• anaerob organizmusok.

A baktériumsejtek légzésre képesek, azaz oxigénnel oxidálják a szerves vegyületeket, aminek következtében szén-dioxid, víz és energia képződik. Ezeket a szervezeteket aerobnak tekintik, mert oxigénre van szükségük. A víz és a föld felszínén, a levegőben élnek.

Sok mikroorganizmus létezik oxigén nélkül, vagyis légzés nélkül. Ide tartoznak a humusz során az anyagok bomlásának folyamatában részt vevő baktériumok. Az ilyen szervezetek anaerobok. A légzés helyettesíti az erjedést - a szerves vegyületek oxigén nélküli lebontását energiatermeléssel. Az alkohol fermentációja során 114 kJ (vagyis 27 kilokalória) energia képződik, a tejsav hatására 94 kJ (vagyis 18 kilokalória) energia keletkezik. A baktériumok lizoszómáikban lélegeznek be.

Takarmányozási mód

A baktériumok osztályozása táplálkozási típusok szerint:

• autotrófok;
• heterotrófok.

Az előbbiek a levegőben élnek, és szervetlen anyagokat használnak szerves anyagok előállításához. Az autotrófok napenergiát (cianobaktériumok) vagy szervetlen vegyületek (kénbaktériumok, vasbaktériumok) energiáját használják fel.

Az enzimek osztályozása

Az enzimek fontos szerepet játszanak a sejt anyagcsere-folyamataiban. Hat csoportra oszthatók:

• Oxireduktázok.
• Transzferázok.
• Hidrolázok.
• Ligázok.
• Liase.
• Izomerázok.

A termelődő enzimek a sejten belül helyezkednek el (endoenzimek), vagy kívülről ürülnek ki (exoenzimek). A második típusú enzimek a szén és az energia sejtbe jutásában vesznek részt. A hidrolázok csoportjába tartozó enzimek többsége az exoenzimek közé tartozik. Számos enzim (kollagenáz, stb.) tartozik az agressziós enzimek közé. Az egyes enzimek a sejtfalban helyezkednek el. Szállító funkciót látnak el, azaz anyagokat juttatnak a sejtbe.

A baktériumok nem nukleáris egysejtű mikroorganizmusok, amelyeket számos paraméter szerint osztályoznak (légzési és táplálkozási módszerek, sejtfal szerkezete, alakja stb.). A mai napig a tudomány több mint 10 000 baktériumfajt ismer, de feltehetően számuk eléri az egymilliót.

Formájában minden baktérium 3 csoportra osztható:

- gömb alakú vagy coccus

- rúd alakú vagy bot alakú

- a baktériumok csavart formái.

A coccusok kerek, gömb alakúak, oválisak, gyertyalángúak, lándzsa alakúak, és a következőkre oszthatók: 6 alcsoport a csatlakozási mód alapján.

1 mikrococcus;

2 diplococcus;

3 tetracoccus;

4 streptococcus;

5 staphylococcus;

6 sarcina.

Minden coccus mozdulatlan és nem képez spórákat.

A természetben széles körben elterjedt. Az erjesztett tejindító kultúrák részét képezik. Patogén lehet (mandulagyulladás, gonorrhoea, agyhártyagyulladás).

A rúd alakú baktériumok hosszúkás alakúak. A hossza nagyobb, mint a szélesség. Könnyen megváltoztathatja formájukat az élet körülményei alapján, ᴛ.ᴇ. polimorfizmusuk van. A rudak a leggyakoribb csoport az összes baktérium között. Lehet, hogy nem kórokozók, de különféle betegségeket (tífusz, vérhas) okozhatnak.

A rudak mozgékonyak és mozdulatlanok a spórák kialakulásához, és nem képeznek spórákat. A spóraképző képesség szerint a botok három csoportra oszthatók:

- baktériumok;

- bacilusok;

- klostridiumok.

A baktériumok csavart formáit három csoportra osztják:

1. vibrios;

2. spirilla;

3. spirocheták.

Minden csavart forma betegséget okoz.

A bakteriális sejtfal felépítése és funkciói.

Sejtfal lefedi a sejt külsejét. Ez egy sűrű, rugalmas szerkezet, amely ellenáll a nyomásesésnek, és két részből áll - a külső részből, az úgynevezett sejtfalból és a belső részből - a citoplazmatikus membránból (CPM). A falon és a membránon is vannak pórusok (lyukak), amelyeken keresztül a tápanyagok bejutnak a sejtbe, és eltávolítják a salakanyagokat. Ugyanakkor a tápanyagok molekulatömege szerint legfeljebb 1000, ᴛ.ᴇ jutnak át a sejtfal pórusain. a fal az etetés során mechanikus szita funkcióit látja el. A CPM pórusain keresztül a tápanyagok nem tömegesen, hanem szükség szerint haladnak át, ᴛ.ᴇ. félig áteresztő.

A sejtmembrán számos fontos funkciót lát el:

1 - fenntartja a test alakját;

2 - védi a sejtet a külső hatásoktól;

3 - részt vesz a sejt anyagcseréjében, ᴛ.ᴇ. átadja a tápanyagokat és felszabadítja a salakanyagokat;

4 - részt vesz a sejt mozgásában. A sejtfal nélküli baktériumok elvesztik mobilitásukat;

5 - részt vesz a kapszula kialakításában.

— A baktériumok osztályozása alak szerint.

Formáját tekintve minden baktérium 3 csoportra osztható: - gömb alakú vagy cocci - rúd alakú vagy pálca alakú - a baktériumok csavart formái. A coccusok kerekek, gömb alakúak, oválisak, gyertyalángosak, lándzsásak, és a módszertől függően 6 alcsoportra oszthatók ... [tovább].

Az ételkészítés során leggyakrabban előforduló mikrobákat baktériumokra, penészgombákra, élesztőgombákra és vírusokra osztják. A legtöbb mikroba egysejtű szervezet, mikrométerben - mikronban (1/1000 mm) és nanométerben - nm-ben (1/1000 mikron) mérve.

A baktériumok egysejtűek, a legtöbbet vizsgált mikroorganizmusok, mérete 0,4-10 mikron. Alakjuk szerint osztják őket cocci- gömb alakú mikrobák (mikrokokkuszok, diplococcusok, tetracoccusok, sarcinok, streptococcusok, staphylococcusok), botok(egyes, páros, lánc), vibrio, spirillaÉs spirocheták(ívelt és spirálisan csavart formák). A baktériumok mérete és alakja különböző környezeti tényezőktől függően változhat (3. ábra).

Rizs. 3. A baktériumok formái:

1 - mikrococcusok; 2 - streptococcusok; 3 - sarcins; 4 - pálcikák spórák nélkül;

5 - pálcikák spórákkal (bacilusok); 6 - vibriók; 7 - spirocheták;

8 - spirilla.

A baktériumokat membrán borítja, amely a citoplazma tömörített rétege, amely a sejt alakját adja. A héj külső rétege sok baktériumban nyálkás lehet, védőburkolatot - kapszulát képezve. A sejt fő része a citoplazma - egy átlátszó fehérjetömeg, amelyet sejtnedvvel impregnáltak. A citoplazma tartalmazza a maganyagot, a tartalék tápanyagokat (keményítőszemcséket, zsírcseppeket, glikogént, fehérjét) és egyéb sejtszerkezeteket. Egyes baktériumok felületén (rúd alakú) fonalas formációk vannak - flagellák (egyedül, köteg formájában vagy a teljes felületen), amelyek segítségével mozognak.

Egyes pálcika alakú baktériumok kedvezőtlen körülmények között (sűrű membránnal bevont kondenzált citoplazma) spórákat képeznek. A spórák nem igényelnek táplálást, szaporodni nem képesek, de magas hőmérsékleten, szárításkor, fagyasztáskor több hónapig (botulinum bacillus) vagy akár sok évig (anthrax bacillus) is megőrzik életképességüket. A spórák elpusztulnak a sterilizálás során (120 °C-ra melegítve

29 perc). Kedvező körülmények között normál (vegetatív) baktériumsejtté csíráznak. Spóraképző baktériumok ún bacilusok.

A baktériumok egyszerű osztódással szaporodnak. Kedvező körülmények között egy sejt szaporodása 20 -

30 perc. A baktériumok káros salakanyagainak felhalmozódásával és a tápanyagforrások kimerülésével a szaporodási folyamat leáll.

A penészgombák egy- vagy többsejtű alsóbbrendű növényi szervezetek, amelyek létfontosságú tevékenységükhöz kész tápanyagra és levegő hozzáférésre szorulnak. A penészsejtek megnyúlt összefonódó szálak - 1-15 mikron vastagságú hifák, amelyek a penésztestet alkotják - micélium (micélium), amely egy vagy több sejtből áll. A micélium felszínén termőtestek fejlődnek, amelyekben a spórák beérnek (4. ábra).

A penészsejtek szerkezetüket tekintve abban különböznek a baktériumsejtektől, hogy egy vagy több sejtmagjuk és vakuólumuk (sejtfolyadékkal töltött üreg) van. A penészgombák hifák és spórák segítségével szaporodnak.

A penészgombák széles körben elterjedtek a természetben. Élelmiszer-termékeken fejlődve különböző színű bolyhos portyákat alkotnak. A penészgombák olyan anyagokat választanak ki, amelyek dohos szagot és ízt adnak az élelmiszereknek. Alacsony páratartalom mellett (15%) fejlődhetnek, ami magyarázza az aszalt gyümölcsök, kekszet,

Rizs. 4. A penészgombák fajtái:

1 - penicillium; 2 - aspergillus; 3 - mukor..

megnövekedett só- és sava-koncentrációnál (sós és savas termékeken), alacsony hőmérsékleten, ami hatással van a hűtőszekrényben tárolt termékekre.

A penészgombák között megtalálhatók a sajtok (Roquefort, Camembert), a citromsav és a gyógyszerek (penicillin) gyártásánál is hasznosítható penészgombák.

Az élesztőgombák egysejtű, nem mozgó mikroorganizmusok. A legfeljebb 15 mikron méretű élesztősejtek különböző formájúak: kerekek, oválisak, rúd alakúak (5. ábra). Világosan meghatározott nagy magjuk, vakuólumai és különféle zárványai vannak a citoplazmában zsír-, glikogén- stb. cseppek formájában.

Az élesztő kedvező körülmények között néhány órán belül a következő módokon szaporodik: bimbózás, spóra (sejtenként 1-112), osztódás. Az élesztők széles körben elterjedtek a természetben. Képesek a cukrokat alkohollá és szén-dioxiddá bontani (fermentálni). Az alkoholos erjesztést a borkészítésben, a sütésben és az erjesztett tejtermékek (kefir, kumiss) előállításában alkalmazzák. Egyes élesztőket magas fehérje-, zsír-, B-vitamin- és ásványianyag-tartalom jellemzi, ezért élelmiszer- és takarmánytermékként használják őket.

A baktériumok osztályozása alak szerint

5. Élesztősejt alakzatok:

1 - tojásdad; 2 - ellipszoid; 3 - hengeres (rúd alakú);

4 - gömb alakú; 5 - citrom alakú; 6 - osztódással és spórákkal szaporodó élesztő.

A vírusok olyan részecskék, amelyeknek nincs sejtszerkezetük, sajátos anyagcseréjük, szaporodási képességük van. Kerek, téglalap alakú és fonalas alakúak, méretük 8-150 nm. Csak elektronmikroszkóppal láthatóak.

⇐ Előző123456789Következő ⇒

Megjelenés dátuma: 2015-11-01; Olvasás: 1474 | Az oldal szerzői jogainak megsértése

Studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018. (0,001 s) ...

A penészgombák jellemzői (1. rész)

A penészgombák, vagy ahogy általában nevezik, mindenütt jelen vannak. A gombák különböző osztályaiba tartoznak. Ezek mindegyike heterotróf, és élelmiszertermékeken (gyümölcsök, zöldségek és egyéb növényi vagy állati eredetű anyagok) fejlődve romlást okoz.

A baktériumok osztályozása

A sérült felületen bolyhos bevonat jelenik meg, kezdetben fehér. Ez a gomba micéliuma. Hamarosan a táblát különféle színekre festik a világostól a sötét árnyalatig. Ezt a színezést spóratömeg hozza létre, és segít a penészgombák azonosításában.

A szőlőmustban előforduló penészgombák közül a leggyakoribb a Musor (mucor), a Penicillium (penicillium) és az Aspergillus (aspergillus).

A Myso a Zygomycetes alosztályának Phycomycetes osztályának Mucoraceae családjába tartozik. Ez a penészgomba egysejtű, erősen elágazó micéliummal rendelkezik, az ivartalan szaporodás a sporangiospórák segítségével, az ivaros szaporodás a zigospórák segítségével történik. Mukorban a sporangioforok magányosak, egyszerűek vagy elágazóak (21. ábra).

21. ábra. Phycomycetes:
a - Musor; b - Rizopus.

Ugyanebbe a családba tartozik a Rizopus (Rhizopus) nemzetség is, amely a Mukortól elágazó sporangioforokban különbözik, amelyek speciális hifákon - stolonokon - bokrokban helyezkednek el.

Sok nyálkagomba képes alkoholos erjedést előidézni. Egyes cukros folyadékokban fejlődő nyálkahártya gombák (Mucor racemosus) levegő hiányában élesztőszerű sejteket hoznak létre, amelyek bimbózással szaporodnak, aminek következtében nyálkahártyaélesztőknek nevezik őket.

A Penicillium (22. ábra) és az Aspergillus (23. ábra) penészgombák az Ascomycetes osztályba tartozó gyümölcstermő gombák közé tartoznak. Többsejtű micéliummal rendelkeznek, főleg konidiospórák segítségével szaporodnak, különböző színekre festve, és a konidiofórok jellegzetes formáján képződnek. Tehát a Penicilliumban a konidiofor többsejtű, elágazó, ecsetek megjelenésű, ezért racemának is nevezik.

22. ábra. Penicillium:
1 - hifák; 2 - konidiofor; 3 - szterigmák; 4 - konidiospórák.

23. ábra. Aspergillus niger (konidiofor):
1 - szterigmák; 2 - konídiumok.

Az Aspergillusban a konidiofor egysejtű, duzzadt csúcsú, amelynek felületén sugárirányban megnyúlt sejtek - sterigmák konidiospóraláncokkal.

Ezeknek a gombáknak a termőtestei ritkán alakulnak ki, és kis golyóknak tűnnek, amelyek belsejében véletlenszerűen spórás zacskók helyezkednek el.

A Penicillium és az Aspergillus élelmiszer- és szervesanyag-romlást okozó anyagok. A must felszínén, hordókon, pincefalakon fejlődve veszélyes ellenségei a borászatnak. 2,5 cm mélységig képesek behatolni a hordós dűlőbe, a penészgombával fertőzött edények kellemetlen és szinte eltávolíthatatlan penészes tónust kölcsönöznek a boroknak.

E gombák egyes fajai technikai jelentőséggel bírnak. Tehát a Penicillium notatum (penicillium notatum) egy antibiotikum - penicillin - előállítására szolgál. Különféle Aspergillus, Penicillium, Botrytis és néhány más gombafajt használnak enzimkészítmények (nigrin, avamorin) előállításához. Az Aspergillus niger (Aspergillus niger) fajt citromsav, az Aspergillus oryzae (Aspergillus oryzae) pedig a japán nemzeti szeszes ital rizsből - szaké előállításához használják. Mindkét faj képes elcukrozni a keményítőt, és maláta helyett alkoholgyártásban használható.

1. rész >>> 2. rész >>> 3. rész

1 2 3 4 5 6 7 8 9

ÁLTALÁNOS MIKROBIOLÓGIA

1. A mikrobiológia tárgya, feladatai, szekciói, kapcsolata más tudományokkal.

A mikrobiológia a szabad szemmel láthatatlan élő szervezetek (mikroorganizmusok) tudománya: baktériumok, archaebaktériumok, mikroszkopikus gombák és algák, ezt a listát gyakran kiegészítik protozoák és vírusok. A mikrobiológia érdeklődési körébe tartozik szisztematika, morfológia, élettan, biokémia, evolúció, ökoszisztémákban betöltött szerepük, valamint gyakorlati felhasználásuk lehetősége.

A mikrobiológiai vizsgálat tárgya a baktériumok, penészgombák, élesztőgombák, aktinomicéták, rickettsia, mikoplazmák, vírusok. De mivel a vírusok egyáltalán nem létezhetnek élő szervezet nélkül, egy független tudomány, az úgynevezett "virológia" tanulmányozza őket.

Az orvosi mikrobiológia célja a kórokozó mikrobák szerkezetének, tulajdonságainak, az emberi szervezettel való kapcsolatának tanulmányozása a természeti és társadalmi környezet bizonyos körülményei között, a mikrobiológiai diagnosztikai módszerek fejlesztése, új, hatékonyabb terápiás és profilaktikus gyógyszerek kidolgozása, ill. megoldani egy olyan fontos problémát, mint a fertőző betegségek felszámolása és megelőzése.

szakaszok mikrobiológia: bakteriológia, mikológia, virológia stb.

• *Általános mikrobiológia - minden mikroorganizmuscsoport életmintázatát vizsgálja, feltárja a természetes körforgásban betöltött szerepét és fontosságát.
• *Privát mikrobiológia - a baktériumok szisztematikáját, egyes betegségek kórokozóit és laboratóriumi diagnosztikáju módszereit vizsgálja.

A mikrobiológia kiterjedt tudományának részeként a következő szakaszok vannak:

• *A mezőgazdasági mikrobiológia a talaj szerkezetének és termőképességének szerepét, kialakulását, a baktériumok szerepét a növények táplálkozásában vizsgálja.

  Módszereket és módszereket dolgoz ki a baktériumok talajtrágyázására és a takarmány tartósítására.

• *Állatorvosi mikrobiológia - a háziállatok betegségeit okozó mikrobákat vizsgálja, módszereket dolgoz ki e betegségek diagnosztizálására, megelőzésére és kezelésére.
• *Technikai (ipari) mikrobiológia - olyan mikroorganizmusokat vizsgál, amelyek felhasználhatók a termelési folyamatokban biológiailag aktív anyagok, biomassza stb. kinyerésére. Számos vizsgálat tudományágak metszéspontjában zajlik (például molekuláris biológia, géntechnológia, biotechnológia).
• *Az egészségügyi mikrobiológia a környezeti objektumokban élő, őshonos és allochton baktériumokat vizsgálja, amelyek környezetszennyezést okozhatnak és szerepet játszanak a fertőzések epidemiológiájában.
• *A környezeti mikrobiológia a mikroorganizmusok szerepét vizsgálja a természetes ökoszisztémákban és a táplálékláncokban.
• * A populációs mikrobiológia a sejtek közötti kapcsolatok természetét és a sejtek kapcsolatát vizsgálja egy populációban.
• *Az űrmikrobiológia jellemzi a szárazföldi mikroorganizmusok élettanát űrviszonyok között, vizsgálja a tér hatását az emberi szimbiotikus baktériumokra, foglalkozik az űrmikroorganizmusok Földre való behurcolásának megakadályozásának kérdéseivel.
• *Orvosi mikrobiológia – az emberekben betegségeket okozó mikrobák vizsgálata. Tanulmányozza a betegségek patogenezisét és klinikai képét, patogenitási tényezőket. Módszereket fejleszt az emberi fertőző betegségek megelőzésére, diagnosztizálására és kezelésére.

A mikrobiológia fennállása során általános, műszaki, mezőgazdasági, állatorvosi, egészségügyi, egészségügyi ágazatok alakultak ki.

Az általános a felsorolt ​​mikroorganizmusok egyes csoportjaiban rejlő legáltalánosabb mintákat vizsgálja: szerkezet, anyagcsere, genetika, ökológia stb.

A műszaki osztály biotechnológia fejlesztésével foglalkozik biológiailag aktív anyagok mikroorganizmusok általi szintézisére: fehérjék, nukleinsavak, antibiotikumok, alkoholok, enzimek, valamint ritka szervetlen vegyületek.

A mezőgazdaság tanulmányozza a mikroorganizmusok szerepét az anyagok keringésében, felhasználja őket műtrágya szintézishez, kártevők elleni védekezéshez.

Állatorvosi vizsgálatok állati kórokozók, diagnosztikai módszerek, specifikus megelőzés és etiotróp kezelés célja a kórokozó elpusztítása a beteg állat szervezetében.

Az orvosi mikrobiológia az ember számára patogén (patogén) és feltételesen patogén mikroorganizmusokat vizsgál, valamint módszereket fejleszt az általuk okozott fertőző betegségek mikrobiológiai diagnosztikájára, specifikus megelőzésére és etiotróp kezelésére.

Az egészségügyi mikrobiológia a környezeti tárgyak, élelmiszerek és italok egészségügyi és mikrobiológiai állapotát vizsgálja, valamint egészségügyi és mikrobiológiai szabványokat és módszereket dolgoz ki a különböző tárgyakban és termékekben lévő patogén mikroorganizmusok kimutatására.

A mikrobiológia fejlődésének főbb állomásai.

Vannak a következők 5 időszak: heurisztikus, morfológiai, fiziológiai, immunológiai, molekuláris genetikai

1. Heurisztika: Kr.e. IV-III. évezred - empirikus tudás. Hippokratész: sugallta a betegségek fertőzőképességének természetét. Facastoro: egy élő fertőzés gondolata, amely betegséget okoz; javasolt a betegek elkülönítése és maszk viselése
2. Morfológiai: Felfedezés 1676-ban. ^ Anthony van Leeuwenhoek; 200-300-szoros nagyító lencsék gyártása. Számos mikroorganizmust írt le és vázolt fel, amelyek különféle infúziókban, kútvízben, húson és egyéb tárgyakon találhatók. A mikrobákat "animalculus"-nak nevezte.
3. Fiziológiai: Louis Pasteur(1822-1895) francia kémikus; a mikrobiológia, az immunológia, a biotechnológia, de az élet természetének megalapítója is; különféle kémiai átalakulásokat idéznek elő azokban a szubsztrátokban, amelyeken kifejlődnek; tanulmányozta a fermentáció különféle fajtáit (alkoholos, vajsavas), bebizonyította az anaerob szervezetek létezését
   A mikrobiológiához jelentős hozzájárulást jelentett a német tudós kutatása Robert Koch (1843-1910).

   Sűrű tápközeget alkalmaznak a gyakorlatban a mikrobák szaporodásához; ez lehetővé tette a mikrobák "tiszta kultúrákba" történő izolálására (izolálására) szolgáló módszerek kidolgozását, vagyis az egyes fajok külön-külön, egy sejtben kifejlesztett tenyészeteit. Bevezetett színezés anilin festékekkel. Mikrográfok. Tanulmányozta a lépfene, a tuberkulózis, a kolera és más fertőző betegségek kórokozóit; Megfogalmazta a Koch-Henle triászt: találni, bizonyítani, megsemmisíteni. 1905-ben - Nobel-díj.

4. Immunológiai: Számos felfedezés a mikrobiológia területén a 19. század második felében.

   Osztályozza a baktériumokat alakjuk szerint.

   hozzájárult az immunológia gyors fejlődéséhez.
   ^ I. I. Mecsnyikov(1845-1916) kidolgozta az immunitás fagocita elméletét – a szervezet immunitását a fertőző betegségekkel szemben. Ő birtokolja a mikrobák közötti antagonista kapcsolatok alkalmazásának ötletét, amely az antibiotikumokról szóló modern doktrína alapját képezte; az oroszországi mikrobiológia fejlődése kapcsolódik hozzá; ő szervezte meg Oroszország első bakteriológiai laboratóriumát (Odesszában). 1903-ban - Nobel-díj. Erlich Pál: német vegyész. Kidolgozta a test humorális antitestek általi védelmének elméletét. 1908-ban Nobel-díjat kapott.

5. Molekuláris genetika: Stanley Prusiner: amerikai biológus. Felfedezte a prionokat - a fehérje bioszintézis hibáival összefüggő endogén sejtképződményeket, amelyeket génmutáció, transzlációs hibák, proteolízis folyamatok okoznak. N. F. Gamaleya(1859 - 1949) az orvosi mikrobiológia kérdéseivel foglalkozott; veszettség elleni oltóállomást nyitott; leírta a bakteriofágok jelenségét

3. A mikroorganizmusok osztályozása. Az eukarióták, prokarióták és vírusok közötti különbségek.

Mikrobák vagy mikroorganizmusok(baktériumok, gombák, protozoák, vírusok) hasonlóságaik, különbségeik és egymáshoz való viszonyaik alapján rendszerezzük. Ezt egy speciális tudomány végzi - a mikroorganizmusok szisztematikája. A rendszertan három részből áll: osztályozásból, taxonómiából és azonosításból. A mikroorganizmusok taxonómiája morfológiai, fiziológiai, biokémiai és molekuláris biológiai tulajdonságaikon alapul. A következő taxonómiai kategóriákat különböztetjük meg: királyság, alkirályság, osztály, osztály, rend, család, nemzetség, faj, alfajok stb. Egy adott taxonómiai kategória keretein belül taxonokat különböztetnek meg - bizonyos homogén tulajdonságok szerint egyesített organizmuscsoportokat.

A mikroorganizmusokat precelluláris formák (vírusok - a Vira birodalma) és sejtes formák (baktériumok, archaebaktériumok, gombák és protozoák) képviselik. 3 domain van(vagy "birodalmak"): "Baktériumok", "Archaea" és "Eukarya":

"Baktériumok" domén - valódi baktériumok (eubaktériumok) által képviselt prokarióták;

"Archaea" tartomány - archaebaktériumok által képviselt prokarióták;

Eukarya domén - eukarióták, amelyek sejtjei egy mag egy nukleáris membránnal és sejtmaggal, és a citoplazma magasan szervezett organellumokból áll - mitokondriumok, a Golgi-készülék stb. Az Eukarya tartomány magában foglalja: a Gombák Királyságát (gombák); az Animalia állatvilág (beleértve a legegyszerűbbet - a protozoa albirodalmat); növényvilág Plante. A tartományok közé tartoznak a királyságok, típusok, osztályok, rendek, családok, nemzetségek, fajok.

Kilátás. Az egyik fő rendszertani kategória a faj (faj). A faj olyan egyedek gyűjteménye, amelyeket hasonló tulajdonságok egyesítenek, de különböznek a nemzetség többi tagjától.

tiszta kultúra. Tiszta tenyészetnek nevezzük a táptalajon izolált homogén mikroorganizmusok halmazát, amelyek hasonló morfológiai, színező (festékekhez való viszony), kulturális, biokémiai és antigén tulajdonságokkal jellemezhetők.

Szűrd le. A meghatározott forrásból izolált és a faj többi képviselőjétől eltérő mikroorganizmusok tiszta kultúráját törzsnek nevezzük. A törzs szűkebb fogalom, mint egy faj vagy alfaj.

Klón. A törzs fogalmához közel áll a klón fogalma. A klón egyetlen mikrobiális sejtből származó utódok gyűjteménye.

A mikroorganizmusok bizonyos csoportjainak megjelölésére, amelyek bizonyos tulajdonságokban különböznek egymástól, az utótagot használják var(fajta) a korábban használt helyett típus.

4. A baktériumok osztályozása. A modern taxonómia és nómenklatúra elvei, rendszertani alapegységek. Egy faj, változat, kultúra, populáció, törzs fogalma.

A leghíresebb a baktériumok sejtfaluk szerkezete alapján történő fenotípusos osztályozása.

A legnagyobb taxonómiai csoportok benne 4 osztály volt: Gracilicutes (gram negatív) Cégek (gram-pozitív), Tenericutes (mycoplasma; osztály egyetlen osztállyal Mollicutes) És Mendosicutes (archaea) Mollicutes - Mikoplazmák - prokariótaegysejtű, gramm negatív mikroorganizmusok, nincs sejtfal amelyeket a vizsgálat során fedeztek fel pleuropneumonia nál nél tehenek.

Úgy tűnik, a mikoplazmák a legegyszerűbb önszaporodó élőlények, genetikai információik mennyisége négyszer kisebb, mint a mikoplazmáké. Escherichia coli .

Számos mikroorganizmust (baktériumok, gombák, protozoonok, vírusok) szigorúan meghatározott sorrendben rendszereznek hasonlóságaik, különbségeik és egymáshoz való viszonyaik szerint. Ezt a mikroorganizmusok szisztematikájának nevezett speciális tudomány végzi.

A taxonómia azon ágát, amely az osztályozás alapelveit vizsgálja, taxonómiának nevezik (a görög.

taxik. hely, rendelés). Taxon. organizmusok csoportja, amelyek bizonyos homogén tulajdonságok szerint egyesülnek egy adott taxonómiai kategórián belül. A legnagyobb taxonómiai kategória a királyság, a kisebbek. alkirályság, osztály, osztály, rend, család, nemzetség, faj, alfajok stb. A mikroorganizmusok nevének kialakítását a Nemzetközi Nómenklatúra Kódex (zoológiai, botanikai, baktériumok, vírusok nómenklatúrája) szabályozza. A mikroorganizmusok taxonómiája morfológiai, iziológiai, biokémiai és molekuláris biológiai tulajdonságaikon alapul.

A modern taxonómia szerint a patogén (patogén) baktériumok a prokarióták (Procaryotae), az eukarióták birodalmába (Eucaryotae), a gombák - a mikóták birodalmába (Mycota), a protozoák - a protozoák birodalmába, a vírusok - a Vira királysága.

Kilátás - olyan mikroorganizmusok összessége, amelyeknek közös eredetgyökere és a lehető legközelebbi fenotípusos jellemzők és tulajdonságok vannak. ( Kilátás - az egyedek evolúciós halmaza, amelyek egyetlen típusú szerveződéssel rendelkeznek, amely standard körülmények között hasonló fenotípusos jellemzőkkel nyilvánul meg: morfológiai, fiziológiai, biokémiai stb.)

népesség - azonos fajhoz tartozó egyedek halmaza, amelyek egy biotópban élnek (a bioszféra területileg korlátozott területe, viszonylag homogén életkörülményekkel).

Szűrd le - különböző forrásokból vagy ugyanabból a forrásból különböző időpontokban nyert, azonos fajba tartozó mikrobák tiszta kultúrái.

tiszta kultúra - azonos faj egyedeinek populációja. (egy mikrobasejtből mesterséges táptalajra).

5. Mikroszkópiás módszerek. Mikroszkópos módszer a fertőző betegségek diagnosztizálására.

Lumineszcens (vagy fluoreszcens) mikroszkópia. A fotolumineszcencia jelensége alapján.

Lumineszcencia- az anyagok fénye, amely bármilyen energiaforrásnak való kitettség után következik be: fény, elektronsugarak, ionizáló sugárzás. Fotolumineszcencia- egy tárgy lumineszcenciája fény hatására. Ha egy lumineszcens tárgyat kék fénnyel világítanak meg, vörös, narancssárga, sárga vagy zöld sugarakat bocsát ki. Az eredmény a tárgy színes képe.

sötétterű mikroszkóp. A sötét látómezőben végzett mikroszkópia a fényelhajlás jelenségén alapul, folyadékban szuszpendált apró részecskék erős oldalsó megvilágítása mellett (Tyndall-effektus). A hatást paraboloid vagy kardioid kondenzátorral érik el, amely helyettesíti a hagyományos kondenzátort a biológiai mikroszkópban.

Fáziskontraszt mikroszkóp. A fáziskontraszt eszköz lehetővé teszi, hogy átlátszó tárgyakat lássunk mikroszkópban. Nagy képkontrasztra tesznek szert, amely lehet pozitív vagy negatív. A pozitív fáziskontraszt egy tárgy sötét képe világos látómezőben, a negatív fáziskontraszt pedig egy tárgy világos képe sötét háttér előtt.

A fáziskontraszt mikroszkópiához hagyományos mikroszkópot és egy további fáziskontraszt készüléket, valamint speciális megvilágítókat használnak.

Elektronmikroszkópia. Lehetővé teszi olyan objektumok megfigyelését, amelyek mérete meghaladja a fénymikroszkóp felbontását (0,2 mikron). Elektronmikroszkóppal vizsgálják a vírusokat, a különböző mikroorganizmusok finom szerkezetét, a makromolekuláris szerkezeteket és más szubmikroszkópos objektumokat.

A bakteriológiai laboratórium napi gyakorlatában a mikroszkópos vizsgálatot általában a gyorsított indikatív diagnosztikára alkalmazzák.

A mikroszkópia fő feladatai: a kórokozó kimutatása klinikai anyagban, kísérleti azonosítás a mikroorganizmusok jellegzetes morfológiai és színárnyalati jeleinek meghatározása alapján, valamint a tiszta tenyészetek telepeiről származó festett kenetek vizsgálata. Egyes fertőző betegségekben, amelyek kórokozóit specifikus morfológia jellemzi (protozoális betegségek, helmintiázisok, gombás betegségek, spirochetosis), a mikroszkópos vizsgálat a fő vagy az egyik fő diagnosztikai módszer.

A mikroszkópos vizsgálat anyaga lehet vér, csontvelő, CSF, nyirokcsomók pontjai, széklet, nyombéltartalom és epe, vizelet, köpet, húgyúti váladék, szöveti biopsziás minták, nyálkahártya-kenet (szájüreg, mandula). , orr, hüvely stb.).

6. Mikrobák és egyedi szerkezeteik festési módszerei.

Színezési módszerek. A kenetfestést egyszerű vagy összetett módszerekkel végezzük. Az egyszerűek a készítmény színezését jelentik egy festékkel; a komplex módszerek (Gram, Ziehl - Nielsen stb. szerint) több színezék egymás utáni használatát foglalják magukban, és differenciáldiagnosztikai értékkel bírnak. A mikroorganizmusok és a színezékek arányát színező tulajdonságnak tekintik. Vannak speciális festési módszerek, amelyeket a flagellák, a sejtfal, a nukleoid és a különböző citoplazmazárványok azonosítására használnak.

Egyszerű módszerekkel a kenetet bármelyik festékkel megfestik, anilinfestékek (bázisos vagy savas) felhasználásával. Ha a színező ion (kromofor) kation, akkor a festék bázikus tulajdonságokkal rendelkezik, ha a kromofor anion, akkor a festék savas tulajdonságokkal rendelkezik. Savas színezékek - eritrozin, savas fukszin, eozin. A fő színezékek az enciánibolya, a kristályibolya, a metilénkék és a bíbor bíbor. Leginkább a bázikus színezékeket használják a mikroorganizmusok megfestésére, melyeket intenzívebben kötnek meg a sejt savas komponensei. A por formájában értékesített száraz festékekből telített alkoholos oldatokat készítenek, és ezekből - víz-alkohol oldatokat, amelyeket a mikrobiális sejtek megfestésére használnak. A mikroorganizmusokat úgy festik meg, hogy a festéket bizonyos ideig a kenet felületére öntik. A bázikus fukszinnal történő festést 2 percig, metilénkékkel 5-7 percig végezzük. Ezután a kenetet vízzel addig mossuk, amíg az áramló vízsugarak színtelenné válnak, szűrőpapírral óvatosan megszárítjuk, majd merülőrendszerben mikroszkóppal vizsgáljuk. Ha a kenetet megfelelően festjük és mossuk, akkor a látómező teljesen átlátszó lesz, és a sejtek intenzíven festődnek.

Kifinomult festési technikákat alkalmaznak a sejtszerkezet és a mikroorganizmusok differenciálódásának tanulmányozására. A megfestett keneteket immerziós rendszerben mikroszkóppal vizsgálják. Következetesen alkalmazzon a készítményhez bizonyos kémiai összetételükben és színükben eltérő színezékeket, pácokat, alkoholokat, savakat stb.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Mikrobiológia - tudomány, amely a mikroorganizmusok szerkezetét, tulajdonságait és létfontosságú tevékenységét vizsgálja. Az élelmiszerek kedvező táptalaja a mikrobák fejlődésének, amelyek hatásukkal megváltoztathatják az élelmiszer tulajdonságait és minőségét, veszélyessé téve az emberi egészségre.

A mikrobák egysejtű szervezetek, amelyek széles körben elterjedtek a talajban, a vízben és a levegőben.

Egyes mikrobák pozitív, míg mások negatív szerepet játszanak.

Mikrobák (baktériumok, penészgombák, élesztőgombák, vírusok) morfológiája

A mikrobák neve	A nyomtatvány	Reprodukciós módszer
A baktériumok 0,4-10 mikron méretű egysejtű mikroorganizmusok.	Osztva: 1) cocci - gömb alakú (mikrokokkuszok, diplococcusok, tetracoccusok) 2) botok (egyszeres, dupla, láncos) 3. vibrio ívelt és 4. spirilla spirálisan csavart 5. Spirochete alak	Egyszerű felosztással 20-30 percen belül.
A penészgombák egy- vagy többsejtű növényi szervezetek, amelyek táplálékhoz és levegőhöz jutnak.	1-15 mikron vastagságú, hosszúkás összefonódó szálak formájában vannak.	Hifák és spórák segítségével.
Az élesztőgombák egysejtű, nem mozgó mikroorganizmusok.	Különböző formájúak: kerek, ovális, rúd alakú	Kedvező körülmények között néhány órán belül a következő módokon: bimbózás, spórák és osztódás.
A vírusok olyan részecskék, amelyeknek nincs sejtszerkezetük, sajátos anyagcseréjük, szaporodási képességük van.	Vannak kerek, téglalap alakú és fonalas formák, amelyek mérete 8 és 150 nm között van.

A mikrobák élettana

A mikrobák, mint minden élőlény, fehérjékből (6-14%), zsírokból (1-4%), szénhidrátokból, ásványi anyagokból, vízből (70-85%), enzimekből állnak.

Víz alkotja a mikroorganizmus sejtjének nagy részét. Mennyisége vegetatív sejtekben 70-85%, spórákban körülbelül 50%. A mikrobiális sejt minden fontos szerves és ásványi anyaga vízben oldódik, és a főbb biokémiai folyamatok (fehérjék, szénhidrátok hidrolízise, ​​stb.) végbemennek.

Mókusok - a mikroorganizmusok életszerkezetének alapja. A citoplazma, a sejtmag, a membránok és más sejtszerkezetek részei. 1>A mikrobák karácsonyfái aminosavakból állnak.

Szénhidrát- a héj, a nyálkahártya kapszulák, a protoplazma részei és glikogénszemcsék formájában - tartalék tápanyag. A szénhidrátok a környezetből jutnak be a mikrobák sejtjébe, és a sejt energiaforrásként használja fel őket.

A mikroorganizmusok osztályozása és élettana

A sejtek egyszerű szénhidrátokat és összetett szénhidrátokat (keményítő, glikogén, rost) egyaránt tartalmaznak.

Zsírok- kis mennyiségben a citoplazma részei, a sejtmag fehérjékkel összetett vegyületek formájában. A zsírok energiaforrásként szolgálnak a mikroorganizmusok számára.

Ásványok fontos szerepet játszanak a mikrobiális sejtek komplex fehérjék, vitaminok, enzimek felépítésében. Az oldható ásványi anyagok fenntartják az intracelluláris ozmotikus nyomás (turgor) normális szintjét.

A mikrobák ásványi anyagai a következő formában jelennek meg: foszfor, nátrium, magnézium, vas, kén stb.

Enzimek- biokémiai folyamatokat felgyorsító (katalizátor) anyagok, amelyek a mikrobák sejtjében találhatók. A mikrobák különféle enzimeket tartalmaznak, amelyek egy része befolyásolja a sejten belüli biokémiai folyamatokat, mások szabadulnak fel kívülről, feldolgozva a környezeti anyagokat, fermentációt, bomlást és egyéb folyamatokat okozva az élelmiszerekben.

A mikrobák táplálkozása. A mikrobák fehérjékkel, zsírokkal, szénhidrátokkal, ásványi anyagokkal táplálkoznak, amelyek a membránon keresztül oldott formában behatolnak a sejtbe ozmózis útján (a diffúzió folyamata egy félig áteresztő membránon keresztül). A fehérjéket és az összetett szénhidrátokat a mikrobák csak azután asszimilálják, miután a mikroorganizmusok által kiválasztott enzimek egyszerű összetevőkre bontják őket.

A mikrobák normális táplálkozásához az anyagok koncentrációjának bizonyos aránya szükséges mind a mikroorganizmus sejtjében, mind a környezetben. A legkedvezőbb koncentráció a környezet 0,5%-os nátrium-klorid tartalma. Olyan környezetben, ahol az oldható anyagok koncentrációja jóval magasabb (2-10%), mint a sejtben, a sejtből víz átjut a környezetbe, a citoplazma kiszáradása, ráncosodása következik be, ami a mikroba elpusztulásához vezet. A mikroorganizmusok ezt a tulajdonságát a termékek cukorral (lekvárral) vagy sóval (hús, hal sózása) történő tartósításánál használják.

Légző mikrobák. Légzés szükséges ahhoz, hogy a mikrobák energiához jussanak, amely minden életfolyamatot biztosít. Légzésük módja szerint a mikrobákat felosztják aerobok, levegő oxigénigénye (penészgombák, ecetsavbaktériumok); anaerobok, oxigénhiányban élnek és fejlődnek (botulinum, vajsavbaktériumok), feltételes(választható) anaerobok, oxigén jelenlétében és anélkül is fejlődik (tejsavbaktériumok, élesztőgombák).

Az élesztő biológiája

5. Az élesztő morfológiája

A makromorfológiai jellemzők nagyon változóak és nagymértékben függnek a táptalaj összetételétől és a termesztési körülményektől, ezért az élesztő taxonómiájában nagyon korlátozott jelentőséggel bírnak. . Szilárd táptalajon tenyésző élesztőkultúrák…

A cserjék vegetatív szaporítása

1.2 Cserjeszaporítási módszerek

A cserjék dugványokkal, magvakkal, rétegzéssel szaporodnak. A legtöbb tűlevelű magvak szaporítása gyakran nehézkes a magvak alacsony minősége és hosszú csírázása, valamint a palánták lassú növekedése miatt ...

Tűlevelűek vegetatív szaporítása

1.2 A tűlevelűek szaporítási módjai

A legtöbb tűlevelű magvak szaporítása gyakran nehézkes a magvak alacsony minősége és hosszú csírázása, valamint a palánták lassú növekedése miatt ...

Génmódosított élőlények. A megszerzés, alkalmazás elvei

1.2.1. Módszerek GM mikroorganizmusok előállítására

Az organizmusok azon képessége, hogy bizonyos biomolekulákat, elsősorban fehérjéket szintetizáljanak, a genomjukban kódolódik. Ezért elég „hozzáadni” a kívánt, egy másik szervezetből vett gént a baktériumhoz ...

Mikrobiológia

2. Mikrobák energiaanyagcseréje. Az energiaszerzés módjai - fermentáció, légzés. A bakteriális légzés típusai

A mikroorganizmusok létfontosságú funkciói: táplálkozás, légzés, növekedés és szaporodás – fiziológiával foglalkozik. Az élettani funkciók a folyamatos anyagcserén (anyagcsere) alapulnak. Az anyagcsere lényege két ellentétes...

Az ivóvíz mikrobiológiája

1.1 A mikroorganizmusok mennyiségi és minőségi tartalmának mintázata édesvízi testekben különböző tényezők hatására

A különféle víztestek mikroflórája elegendő mennyiségű tápanyagot tartalmaz, ami a mikroorganizmusok fejlődésének fő tényezője. Minél gazdagabb szerves anyagokban...

A halak belső szerkezetének morfológiája

2.8 Reproduktív rendszer és szaporodási módszerek

A haltenyésztési módszerek eltérőek. Némelyik életképes – az aktív fiatal egyedek az anya testéből kerülnek ki. A többi petesejt, i.e. tojásokat raknak, amelyeket a külső környezetben megtermékenyítenek. Egyes halak szaporodási viselkedése nagyon sajátos ...

A prokarióták és eukarióták morfológiája és osztályozása. A mikroorganizmusok genetikája

4. Az eukarióták (mikroszkópos gombák és élesztők) morfológiája és osztályozása

Eukarióták (fonalas és élesztőgombák). Gomba. Általános jellemzők. A gomba (Mycota) a növényi szervezetek kiterjedt és változatos csoportja. Nem tartalmaznak klorofillt...

1.

Genetikai anyag átvitele aktinomicétákban

Genetikai anyag átvitele és genetikai feltérképezése aktinomicétákban

2. Aktinomyceták genetikai térképezése

Az aktinomyceták genetikáját elég jól tanulmányozták. Az 50-es évek vége óta a legtöbbet vizsgált fajhoz. konjugatív keresztezések alapján részletes genetikai térképeket állítottak össze, sok markert alkalmazva rájuk ...

penészgomba

1. Penészgombák szaporodásának módszerei.

2.2. A baktériumok osztályozása és morfológiája

A spórák képződésének és szaporodásának módszerei. Az ivartalan sporuláció jelentősége a gombanemzetség azonosításában

A szaporodás osztás útján történik, keresztirányban. Osztódáskor a baktérium két egyenlő vagy nem egyenlő részre bomlik. A kapott két sejtet anyának és lányának tekintik...

A szaporodás az élőlények egyik alapvető tulajdonsága. Az élőlények szaporodásának módszerei és formái

2. szakasz. A szaporítás főbb módjai és formái

A szaporodási folyamat rendkívül összetett, és nemcsak a genetikai információknak a szülőktől az utódokhoz való átviteléhez kapcsolódik, hanem az organizmusok anatómiai és fiziológiai tulajdonságaihoz, viselkedéséhez, hormonális szabályozásához is ...

A mikroorganizmusok szerepe a kémiai elemek körforgásában a természetben

6. Mikroorganizmusok szerepe a foszfor körforgásában. A baktériumok életének különféle típusai a foszforvegyületek felhasználásán alapulnak

A foszfor körforgása némileg eltér a többi elem körforgásától. A szerves vegyületekből a foszfor felszabadulása a bomlási folyamatok eredményeként következik be. Mikroorganizmusokat azonban még nem találtak...

Szaporodási módszerek különféle mikroorganizmusokban, légzésük lényege és kémiája

2. Az aerob és anaerob mikroorganizmusok jellemzői. A légzés lényege és kémiája mikroorganizmusokban

Az energiaszükségletet az energia-anyagcsere folyamatai biztosítják, melynek lényege a szerves anyagok oxidációja, amihez energiafelszabadulás társul...

A szénhidrogén-oxidáló mikroorganizmusok az ökológiai biotechnológia ígéretes tárgyai

1.3 Gombák és aktinomyceták spórái által végrehajtott átalakulások

Külön figyelmet érdemelnek a viták okozta átalakulások. Technológiai folyamatként számos kényelemmel rendelkeznek. A spórák által mutatott váratlanul magas enzimaktivitás...

BAKTÉRIUMOK(Görög baktériumok pálca) - biolában, tulajdonságaiban változatos, a Földön elterjedt mikroszkopikus, többnyire egysejtű élőlények csoportja, amelyek az alacsonyabb életformákhoz tartoznak.

A baktériumokról az első információkat a 17. században szerezték meg Leeuwenhoek kutatásaiból, aki felfedezte fő formáikat. A baktériumok sokféle körülmények között létezhetnek.

Legtöbbjükben hiányzik a klorofill. Ez alól kivételt képeznek az anaerob lila és zöld kénbaktériumok, valamint a nem kén lila baktériumok, amelyek klorofillt tartalmaznak, és napenergiát használnak a fotoszintézishez. A baktériumok képesek asszimilálni a szervetlen szenet és nitrogént, számos szervetlen és szerves vegyületet felhasználni energiaforrásként, valamint átalakítani szenet, nitrogént, ként, vasat és egyéb elemeket.

Az algák mellett a baktériumok a Föld legősibb élőlényei közé tartoznak. A baktériumok sejtszerkezete hasonló a kék-zöld algákhoz, az aktinomikétákhoz (lásd) és a spirochetákhoz (lásd), amelyekkel a baktériumok filogenetikai rokonságban állnak. A baktériumok közé tartoznak az emberek, állatok és magasabb rendű növények betegségeit okozó fajok.

Szisztematika

Az első kísérletek a baktériumok morfológiai jellemzők szerinti osztályozására a 18. században történtek. Később az osztályozás fiziológiai jellemzők alapján történt. A legstabilabb taxonómiai jellemzőket alkalmazták - alak, Tpainy színezés (lásd Gram módszer), sporuláció, légzés típusa, biokémiai, antigén és egyéb tulajdonságok, azonban a filogenetikai kapcsolat elve alapján ez idáig nem készült osztályozás. baktériumok, figyelembe véve az evolúciós összefüggéseket.

Széles körben elterjedt a Bergey-féle osztályozás (D. Bergey, 1957), amely a baktériumok nómenklatúrájára vonatkozó nemzetközi szabályokon alapul. A nómenklatúrát a zoológiai és botanikai osztályozásokban elfogadott binomiális rendszerben tartják fenn (lásd 1. táblázat). A baktériumok különféle biológiai tulajdonságait taxonómiai karakternek vettük.

Asztal 1

A BAKTÉRIUMOK OSZTÁLYOZÁSA (Burgey)

Osztály Schizomycetes
	család
Patogén baktériumok
Pseudomonadales (nem mozgó sejtek poláris flagellákkal)
Eubacteriales (coccoid, pálcika alakú baktériumok peritrichous flagellákkal és nem mozgó formákkal)
	Lactobacillus laceae
		Peptostreptococcus
	Enterobacteriaceae
	Corynebacteriaceae
Actinomycetales (fonalas, elágazó sejtek - aktinomyceták)	Mycobacteriaceae
	Actinomycetaceae
	Streptomycetaceae
Spirochaetales (mozgó, nem merev baktériumok, amelyekben a citoplazma spirálisan egy axiális filamentum köré csavarodik)
Mycoplasmatales (kis polimorf, szűrhető formák)	Mycoplasmataceae
	Acholeplasmataceae
Nem patogén baktériumok
Chlamydobacteriales
Hyphomicrobiales

Az 1. táblázatban látható mikoplazmák - a legkisebb képződmények, amelyeket merev sejtfal helyett csak citoplazmatikus membrán határol, és jelentősen különbözik a baktériumoktól, jelenleg egy külön osztályba - Mollicutes -ba (lásd Mycoplasmataceae) vannak szétválasztva.

Morfológia

A baktériumoknak három fő formája van - gömb alakú, rúd alakú és spirál alakú (1. ábra); a fonalas baktériumok nagy csoportja túlnyomórészt vízi baktériumokat egyesít, és nem tartalmaz kórokozó fajokat.

Gömb alakú baktériumok - coccusok, a sejtek elhelyezkedésétől függően több csoportra oszthatók: 1) diplococcusok (ugyanabban a síkban osztódnak és párokba rendeződnek); 2) streptococcusok (ugyanabban a síkban osztódnak, de az osztódás során nem válnak el egymástól és láncokat alkotnak); 3) tetracoccusok (két egymásra merőleges síkra oszlanak, négy egyedből álló csoportokat alkotva); 4) sarcinok (három egymásra merőleges síkra osztva, köb alakú csoportokat alkotva); 5) staphylococcusok (specifikus rendszer nélkül több síkra oszlanak, szőlőre emlékeztető klasztereket képezve). A coccusok átlagos mérete 0,5-1 mikron (lásd Cocci).

rúd alakú baktériumok szigorúan hengeres vagy tojásdad alakúak, a rudak végei egyenletesek, lekerekítettek, hegyesek lehetnek. A botok párban láncok formájában is elrendezhetők, de a legtöbb faj külön rendszer nélkül van elrendezve. A rudak hossza 1-8 mikron között változik, átlagos átmérője 0,5-2 mikron. A baktériumokat tulajdonképpen bacilusoknak szokás nevezni, amelyek nem képeznek spórákat (lásd Spórák). A spórákat alkotó baktériumokat bacilusoknak nevezzük. Az elfogadott nómenklatúra szerint az aerob formákat a bacilusok közé sorolják. Az anaerob spóraképző baktériumok a clostridiumok közé tartoznak. A bacillusokban és a clostridiumokban lévő sporuláció nem kapcsolódik a szaporodási folyamathoz. Spóráik az endospórák típusába tartoznak, amelyek kerek vagy ovális testek, amelyek fényt törnek és speciális módszerekkel festenek (tsvetn. 1. és 2. ábra). A spórák elhelyezkedése a sejtben, méretük és alakjuk minden baktériumtípusra jellemző (2. ábra). Egyes rudak (mikobaktériumok, corynebacteriumok) fonalas egyedeket, mások (gócbaktériumok) elágazó, csillagszerű formákat - úgynevezett bakteroidokat - alkotnak (3. ábra).

Spirál alakú baktériumok vibrióra és spirillára osztva. A vibriótestek görbülete nem haladja meg a hélix fordulatának egynegyedét. A Spirilla egy vagy több örvényből kanyarodik (lásd Vibrio, Spirilla).

Egyes baktériumok mobilitása jól látható a függő csepp módszerével (lásd) vagy más módszerekkel történő megfigyeléskor. A mozgékony baktériumok aktívan mozognak speciális organellumok - flagella (lásd Bakteriális flagella) segítségével vagy csúszó mozgások (myxobaktériumok) segítségével.

Kapszula számos baktériumban jelen van, és ezek külső szerkezeti összetevője (4. ábra és színe. 3. ábra). Számos baktérium, mint a kapszula, vékony nyálkahártya formájában képződik a sejtfelszínen. Egyes baktériumokban a kapszula a létezésük körülményeitől függően képződik. Egyes baktériumok csak a makroorganizmusban képeznek kapszulákat, mások - mind a szervezetben, mind azon kívül, különösen a magas szénhidrátkoncentrációjú táptalajokon. Egyes baktériumok a létezés körülményeitől függetlenül kapszulákat képeznek (lásd Kapszuláris baktériumok). A legtöbb baktérium kapszulája polimerizált poliszacharidokat tartalmaz, amelyek pentózokból és aminocukrokból, uronsavakból, polipeptidekből és fehérjékből állnak. A kapszula nem amorf képződmény, hanem meghatározott módon van felépítve. Egyes baktériumokban, például a pneumococcusokban, a kapszula határozza meg virulenciájukat, valamint a baktériumsejt egyes antigén tulajdonságait.

sejtfal baktériumok határozzák meg alakjukat és biztosítják a sejt belső tartalmának megőrzését. A sejtfal kémiai összetételének és szerkezetének sajátosságai szerint a baktériumokat Gram-festéssel különböztetjük meg.

A sejtfal szerkezete eltérő a Gram-pozitív és Gram-negatív baktériumokban. A sejtfal minden típusú baktériumra jellemző fő rétege a merev réteg (szinonimája: mukopeptid réteg, murein, peptidoglikán; ez utóbbi elnevezés felel meg leginkább a réteg kémiai szerkezetének), amely ismétlődő aminocukrokat tartalmaz. - N-acetil-glükózamin és N-acetil-muraminsav, amelyek egy lineáris polimer - murein - alapját képezik.

Egy polipeptid kapcsolódik az N-acetilmuraminsav-maradékhoz, amely a legtöbb baktériumban négy aminosavból áll - L-alaninból, D-glutaminsavból, L-lizinből vagy diaminopimelinsavból (DAP) és D-alaninból, mólarányban 1: 1: 1 : 1. A baktérium típusától függően eltérések figyelhetők meg a peptid összetételében. A lizin vagy a DAP helyettesíthető ornitinnel, 2,6-diamino-vajsavval stb. Néha egy további aminosav is kapcsolódik a glutaminsav-maradékhoz. A peptidláncok térhálósított polipeptidláncokkal kapcsolódnak egymáshoz, amelyek összetétele a különböző baktériumfajokban igen eltérő. A keresztkötéseket például a staphylococcusokban pentaglicin hidak képezik, amelyek összekötik az egyik peptidegység D-alaninját egy másik peptid egység lizinjével. Egyes baktériumokban a keresztkötések azonosak a peptid egységekkel. Az E. coliban a peptidláncok közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz az egyik láncon D-alaninon, a másikon DAP-on keresztül. A peptidoglikán sematikus ábrázolása az 1. ábrán látható. öt.

A Gram-pozitív baktériumokban a peptidoglikánon kívül vannak teichoinsavak (ribit-teichoic és glycerol-teichoic), amelyek szintén polimert képeznek, és kovalensen kapcsolódnak a peptidoglikánhoz. Teichuronsav és 2-aminomannursav található néhány baktériumban.

A Gram-negatív baktériumok sejtfalának összetétele a merev rétegen kívül lipoprotein és lipopoliszacharid rétegeket is tartalmaz. A lipopoliszacharid réteg (LPS) a legjobban Enterobaktériumokban, és különösen Salmonellában tanulmányozható. Az LPS heteropoliszacharidok foszforilációs komplexe, amely kovalensen kapcsolódik egy glükózamin tartalmú lipidhez (lipid A). Az LPS összetétele tartalmazza a sejt O-antigénjét (enterobaktériumokban). Az LPS poliszacharid része a fő (alap) szerkezetből és az O-antigén részből áll. Az összes enterobaktériumban rejlő bázikus rész összetétele heptózt, 2-keto-3-dezoxioktonátot (KDO), glükózt, galaktózt és N-acetil-glükózamint tartalmaz. A KDO-n keresztül az alaprész egy lipid A-ból, etanol-aminból, foszfátból és KDO-ból álló komponenshez kapcsolódik. A másik oldalon (külsőn) ismétlődő oligoszacharid egységek alkotta oldalláncok kapcsolódnak az alapszerkezethez. A külső poliszacharid láncok fajspecifikusak és szomatikus O-antigének. Az O-specifitást a teljes oldallánc szénhidrát összetétele, a benne lévő szénhidrátok sorrendje és a terminális cukor, a 6-dezoxi- vagy 3,6-didezoxihexóz határozza meg. Az alaprész vagy az O-oldalláncú enterobaktériumok LPS-ének bioszintézisének örökletes rendellenességei mutánsok R-formáinak megjelenéséhez vezetnek (lásd: Baktériumok disszociációja).

Rizs. 6. ábra Az enterobaktérium sejt szerkezete (vázlatos ábrázolás): 1 - az O-antigén meghatározó csoportjai; 2 - lipoprotein réteg; 3 - flagellum (H-antigén); 4 - citoplazmatikus membrán; 5 és b - riboszómák a citoplazmában; 7 - nukleoid; 8 kapszula; 9 - lipopoliszacharid réteg; 10 - a sejtfal merev rétege.

Lipoprotein réteg Az (LP) a gram-negatív baktériumokban Weidel szerint a sejtfal külső rétege. Az LPS egy köztes pozíciót foglal el, a legmélyebben a merev réteg található. Ez a séma nem magyarázza meg az O-antigén kimutatását az LA előzetes megsemmisítése nélkül, ezért más falszerkezeti sémákat javasoltak, amelyek szerint az LA nem fedi le folyamatos réteggel a baktériumsejtet, hanem az LPS áthalad rajta. ábrán látható „kinövések” formájában. 6. Ezt az állítást immunkémiai módszerekkel igazoltuk, ferritint alkalmazva az O-antigén lokalizációjának vizsgálatában.

Egyes gram-pozitív baktériumokban a sejtfal, valamint a Gram-negatívakban nem csak egy merev rétegből áll, hanem többrétegű szerkezettel is rendelkezik. Például a streptococcusokban egy fehérjeréteget, egy köztes lipopoliszacharidot és egy belső merev réteget tartalmaz. A sejtfal enzimatikus értelemben nem inert szerkezet. Autolitikus enzimeket, foszfatázt, adenozin-trifoszfatázt tartalmaz.

citoplazmatikus membrán A baktérium a sejtfal belső felületével szomszédos, elválasztja azt a citoplazmától és funkcionálisan nagyon fontos alkotóeleme a sejtnek. A redox enzimek a membránban lokalizálódnak, a membránrendszerhez olyan fontos sejtfunkciók kapcsolódnak, mint osztódás, számos komponens bioszintézise, ​​kemo- és fotoszintézis stb.. A membrán vastagsága a legtöbb baktériumban 7-10 nm. Az elektronmikroszkópos módszer kimutatta, hogy három rétegből áll: két elektronsűrű és közbenső - elektron-átlátszó. A membrán fehérjéket, foszfolipideket, lipoproteineket, kis mennyiségű szénhidrátot és néhány más vegyületet tartalmaz. Számos B. membránfehérje olyan enzim, amely részt vesz a légzési folyamatokban, valamint a sejtfal és a tok komponenseinek bioszintézisében. A membrán permeázokat is tartalmaz, amelyek biztosítják az oldható anyagok bejutását a sejtbe. A membrán ozmotikus gátként szolgál, szelektív féligáteresztő képességgel rendelkezik, és felelős a tápanyagok sejtbe jutásáért és az anyagcseretermékek onnan történő kilépéséért.

A citoplazma membránon kívül a baktériumsejt rendelkezik belső membránrendszer, úgynevezett mezoszómák, amelyek valószínűleg a citoplazma membrán származékai; szerkezetük különböző típusú baktériumokban eltérő. A mezoszómák leginkább a Gram-pozitív baktériumokban fejlődtek ki. A mezoszómák szerkezete heterogén, polimorfizmusuk még azonos baktériumfajokban is megfigyelhető. A belső membránszerkezeteket a citoplazmatikus membrán egyszerű invaginációi, hólyagok vagy hurkok (gyakrabban Gram-negatív baktériumokban), vakuoláris, lamellás, tubuláris képződmények formájában képviselhetik. A mezoszómák leggyakrabban a sejtszeptum közelében helyezkednek el (7. ábra), és a nukleoiddal való kapcsolatuk is megfigyelhető. Mivel a légzés és az oxidatív foszforiláció enzimeit a mezoszómákban találták meg, sok szerző a magasabb sejtekben lévő mitokondriumok analógjainak tekinti őket. Feltételezhető, hogy a mezoszómák részt vesznek a sejtosztódásban, a leánykromoszómák osztódó sejtekbe való elosztásában és a spórák kialakulásában. A nitrogénkötés, kemo- és fotoszintézis funkciói a sejt membránapparátusához is kapcsolódnak. Feltételezhető tehát, hogy a sejtmembránok bizonyos fajta koordináló szerepet töltenek be számos enzimrendszer és sejtorganellum térbeli szerveződésében.

Rizs. 4. Volutin szemcsék corynebacteriumokban

Citoplazma és zárványok. A sejt belső tartalma a citoplazmából áll (lásd), amely különféle, kolloid állapotban lévő szerves vegyületek összetett keveréke. A citoplazma ultravékony metszetein (7. ábra) nagyszámú szemcsét találtunk, melynek jelentős része riboszóma. A baktériumok citoplazmája tartalmazhat intracelluláris zárványokat (tsvetn. 4-6. ábra) glikogén, keményítő, zsíros anyagok granulátum formájában. A citoplazmában számos baktérium tartalmaz volutin granulátumot, amely szervetlen polifoszfátokból, metafoszfátokból és nukleinsavakhoz közeli vegyületekből áll. A volutin szerepe nem teljesen világos. Egyes szerzők a sejtéhezés során bekövetkezett eltűnése alapján tartalék tápanyagnak tartják a volutint. A Volyutin affinitást mutat az alapfestékekhez, kromofilitást és metakromáziát mutat, és könnyen kimutatható a sejtekben nagy szemcsék formájában, különösen speciális festési módszerekkel.

Riboszómák baktériumok a sejtfehérje-szintézis helyszínei, melynek során nagyszámú (legfeljebb 20) riboszómából álló struktúrák alakulnak ki, amelyeket poliriboszómáknak vagy gyakrabban poliszómáknak neveznek (8. ábra). Az mRNS részt vesz a poliszómák kialakításában. E fehérje szintézisének végén a poliszómák ismét egyedi riboszómákra vagy alegységekre bomlanak szét. A riboszómák szabadon elhelyezkedhetnek a citoplazmában, de jelentős részük a sejtmembránokhoz kapcsolódik. A legtöbb baktérium ultravékony metszetén a riboszómák a citoplazmában körülbelül 20 nm átmérőjű szemcsék formájában találhatók. A magnéziumionok jelenlétében tisztított E. coli riboszómákat ultracentrifugálással csapják ki 70 S ülepítési sebesség mellett. Alacsonyabb magnéziumkoncentrációknál két alegységre disszociálnak 50 S és 30 S ülepedési állandókkal. Úgy gondolják, hogy az 50 S a részecske gömb alakú, és 30 S - lapított alakú. A magnéziumionok 70 S koncentrációjának növekedésével a részecskék dimereket képeznek. Szabad állapotban (a fehérjeszintézisen kívül) a riboszómák disszociált állapotban vannak a sejtek riboszómális frakciójában. A riboszómák alegységekre történő disszociációját egy speciális disszociációs faktor serkenti. Az 50 S és 30 S alegységek mólóval rendelkeznek. súlya 1,8 106, illetve 0,85-106. Mindkét részecske riboszomális RNS-ből (vagy rRNS-ből) és fehérjéből áll. Az 50 S részecske egy 23 S és egy 5 S rRNS molekulát tartalmaz. A 30 S részecske egy 16 S rRNS molekulát tartalmaz. A riboszómák fehérje összetétele heterogén. A 30 S részecskék huszonegy, az 50 S részecskék pedig harminc-harmincöt különböző fehérjéből állnak. A riboszómák 30 S részecskéinek fehérjéinek egy része mind a riboszómák összeállításához, mind a működésükhöz szükséges, másik része csak funkcionális értelemben fontos. A riboszómális RNS elengedhetetlen a riboszómák megfelelő összeállításához és szerveződéséhez.

A riboszóma aggregáció mértékét a magnéziumionok szabályozzák. A riboszómák poliaminokat és ribonukleáz I-et tartalmaznak, amelyről úgy gondolják, hogy részt vesz az mRNS hidrolízisében.

Rizs. 10. A coli baktérium kromoszómájának rádióautográfiája. Egy körkörösen zárt szerkezet látható; bal felső sarokban - replikációs séma: X - replikáció kezdőpontja, Y - növekedési pont; A - replikált terület; B - nem replikált terület; B - replikációs pont.

Mag. A baktériumok diszkrét magszerkezettel rendelkeznek, amelyet a szerkezet sajátossága miatt nukleidnek neveznek (9. ábra). A B. nukleoidjai tartalmazzák a sejt DNS-ének nagy részét. Feilgen módszerrel festettek (lásd Dezoxiribonukleinsavak), jól láthatóak Romanovsky - Giemsa módszerrel (lásd Romanovsky - Giemsa módszer), savas hidrolízis után vagy élő állapotban fáziskontraszt mikroszkóppal, valamint ultravékony metszeteken elektronmikroszkópban (7. és 9. ábra). A nukleoidot kompakt egyszeres vagy kettős képződményként határozzák meg. A növekvő kultúrákban a nukleoidok gyakran villás képződményeknek tűnnek, ami az osztódásukat tükrözi. A nukleáris szerkezetek mitotikus osztódását baktériumokban nem találták. A nukleoidok alakja és eloszlásuk a sejtben nagyon változó, és számos tényezőtől függ, beleértve a tenyészet korát is. Az elektronmikroszkópos felvételeken a nukleoidok helyein kisebb optikai sűrűségű világos területek láthatók. A nukleáris vakuólumot a nukleáris burok nem választja el a citoplazmától. A vakuólum alakja nem állandó. A nukleáris területeket vékony szálkötegek töltik meg, amelyek összetett szövést alkotnak. A baktériumok nukleáris szerkezetének részeként hisztonok nem találhatók (lásd); azt sugallják, hogy szerepüket a baktériumokban a poliaminok töltik be. A baktériumok magjai nem olyanok, mint más organizmusok magjai. Ez szolgált alapul a baktériumok prokarióták csoportjára való szétválasztásához, ellentétben az eukariótákkal, amelyeknek kromoszómákat tartalmazó magjuk, membránjuk van, és mitózissal osztódnak. A bakteriális nukleoid a mezoszómához kapcsolódik. A kapcsolat jellege még nem ismert. A bakteriális kromoszóma körkörösen zárt szerkezetű. Ezt autoradiográfiával mutatták ki E. coliban (10. ábra), amelyet korábban 3H-timidinnel jelöltek. A DNS szerkezetét a jelölt timidin szemcséinek eloszlásából ítéltük meg. Kiszámították, hogy a gyűrűbe zárt sejt-DNS hossza 1100-1400 mikron, molekulatömege pedig 2,8 109 [Kearns (J. Cairns), 1963].

Flagella és bolyhok. Egyes baktériumok felületén mozgásszervek - flagellák találhatók (11. ábra). Különleges festési technikákkal, sötéttér-mikroszkóppal vagy elektronmikroszkóppal mutathatók ki. A flagellák spirális alakúak, és a spirál magassága minden baktériumtípusra specifikus. A flagellák száma és sejtfelszíni elhelyezkedése alapján a következő mozgékony mikrobák csoportjait különböztetjük meg: monotrichus, amphitrichous, lophotrichous és peritrichous. A monotrikusoknak egy flagellumjuk van a sejt egyik pólusán, és ritkábban szubpoláris vagy oldalirányban. Amphitrichusban a sejt minden pólusán egy flagellum található. A Lophotrichusban a sejt egy vagy két pólusán egy köteg flagella található. Peritrichusban a flagellák nem meghatározott sorrendben oszlanak el a sejttestben.

M. A. Peshkov (1966) kissé eltérő terminológiát kínál. Az amphi- és lophotrichous-t kombinálja a "multrichous" kifejezéssel, és megkülönbözteti a vegyes típust, amely két vagy több különböző típusú flagellával rendelkezik különböző kapcsolódási pontokon. A flagella (blefaroplaszt) alapja a citoplazmatikus membránban található. A flagellák szinte teljes egészében egy fehérjéből – flagellinből – állnak.

Egyes baktériumok (enterobaktériumok) felületén a flagellákon kívül csak elektronmikroszkóppal látható bolyhok (fimbriák, pilik) találhatók (12. ábra). A bolyhoknak többféle morfológiai típusa van. Az első típust (általános) és a bolyhokat, amelyek csak nemi faktorok jelenlétében léteznek a sejtben, tanulmányozták a legteljesebben (lásd a baktériumok nemi faktorát). Az általános típusú villák a sejt teljes felületét lefedik, fehérjéből állnak; sejtenként 1-4 genitális boholy található. Mindkettő antigén hatással rendelkezik (lásd Konjugáció baktériumokban).

Fiziológia

Kémiai összetétel szerint a baktériumok nem különböznek más élőlényektől.

A baktériumok összetétele szén, nitrogén, hidrogén, oxigén, foszfor, kén, kalcium, kálium, magnézium, nátrium, klór és vasat tartalmaz. Tartalmuk a baktérium típusától és a termesztési körülményektől függ. A baktériumsejtek és más élőlények kötelező kémiai összetevője a víz, amely az élő anyagok univerzális diszperziós közege. A víz nagy része szabad állapotban van; tartalma a különböző baktériumokban eltérő, és a baktériumok nedves tömegének 70-85%-a. A szabadon kívül a víz ionos frakciója és a víz kolloid anyagokhoz kapcsolódik. A szerves komponensek összetételét tekintve a baktériumsejtek hasonlóak más organizmusok sejtjeihez, azonban bizonyos vegyületek jelenlétében különböznek. A baktériumok összetétele fehérjéket, nukleinsavakat, zsírokat, mono-, di- és poliszacharidokat, aminocukrokat stb. tartalmaz. A baktériumok szokatlan aminosavakat tartalmaznak: diaminopimelic (a kék-zöld algákban és a rickettsiában is megtalálható); N-metillizin, amely egyes baktériumok flagellinjének része; Egyes aminosavak D-izomerjei. A nukleinsav-tartalom a tenyésztési körülményektől, a növekedési fázisoktól, a sejtek fiziológiai és funkcionális állapotától függ. A sejt DNS-tartalma állandóbb, mint az RNS-é. A DNS nukleotid összetétele a baktériumok fejlődése során változatlan, fajspecifikus, és az egyik legfontosabb taxonómiai karakterként használatos. A bakteriális lipidek változatosak. Ezek között vannak zsírsavak, foszfolipidek, viaszok, szteroidok. Egyes baktériumok pigmenteket (tsvetn. 7-9. ábra) képeznek, amelynek intenzitása ugyanannál a fajnál nagyon változó, és a növekedési körülményektől függ. A szilárd tápközegek kedvezőbbek a pigmentek képződésére. A kémiai szerkezet szerint megkülönböztetik a karotinoidot, a kinont, a melanint és más pigmenteket, amelyek lehetnek piros, narancssárga, sárga, barna, fekete, kék vagy zöldek. A pigmentek gyakrabban oldhatatlanok a tápközegben, és csak a sejteket festik meg. A vízben oldódó pigmentek (piocianin) diffundálnak a közegbe, színezve azt. A baktériumok pigmentjei közé tartozik a bakterioklorofill is, amely lila vagy zöld színt kölcsönöz egyes fotoszintetikus baktériumoknak.

Enzimek A baktériumokat olyanokra osztják, amelyek csak a sejten belül működnek (endoenzimek), és csak a sejten kívül (exoenzimek). Az endoenzimek főként szintetikus folyamatokat, légzést stb. katalizálnak. Az exoenzimek főként a nagy molekulatömegű szubsztrátok hidrolízisét katalizálják egy kisebb molekulatömegű vegyületté, amely behatol a sejtbe.

A sejtben az enzimek a megfelelő struktúrákhoz és organellumokhoz kapcsolódnak. Például az autolitikus enzimek a sejtfalhoz, a redox enzimek a citoplazmatikus membránhoz, a DNS-replikációhoz kapcsolódó enzimek a membránhoz vagy a nukleoidhoz kapcsolódnak.

Az enzimek aktivitása számos körülménytől függ, elsősorban a szaporodó baktériumok hőmérsékletétől és a táptalaj pH-jától. A hőmérséklet csökkenése reverzibilisen csökkenti, bizonyos határokig (40-42 °C) történő emelkedés pedig növeli az enzimek aktivitását. Termofil és pszichrofil baktériumokban az optimális enzimaktivitás egybeesik az optimális növekedési hőmérséklettel. A mezofil baktériumok számára, amelyekhez a patogén baktériumok tartoznak, az optimális hőmérséklet körülbelül 37°. Az optimális pH általában 4-7 tartományban van. A pH-optimumban eltérések vannak. Azokat a bakteriális enzimeket, amelyek aktivitása nem függ a táptalajban lévő szubsztrát jelenlététől, konstitutív enzimeknek nevezzük. Azokat az enzimeket, amelyek szintézise egy szubsztrát jelenlététől függ a környezetben, indukálhatónak nevezzük (a régi elnevezés adaptív). Például a β-galaktozidáz képződése Escherichia coliban csak akkor kezdődik, ha a táptalajhoz laktózt adnak, amely indukálja ennek az enzimnek a szintézisét.

Az enzimszintézist a végtermék általi gátlás vagy az indukció és az elnyomás szabályozza.

Azonosításukra a baktériumok enzimatikus aktivitását használják, leggyakrabban szacharolitikus és proteolitikus tulajdonságokat vizsgálnak. Egyes kórokozó baktériumok által létrehozott enzimek virulenciafaktorok (lásd).

Táplálás. A baktériumok csak viszonylag kis molekulák formájában használnak tápanyagokat, amelyek behatolnak a sejtbe. Ezt a táplálkozási módszert, amely minden növényi eredetű szervezetre jellemző, holofitanak nevezik. Az összetett szerves anyagok (fehérje, poliszacharidok, rostok stb.) csak egyszerűbb, vízben vagy lipoidokban oldódó vegyületekké történő előzetes hidrolízisük után szolgálhatnak táplálék- és energiaforrásként. A különböző vegyületek behatolási képessége a sejtek citoplazmájába a citoplazma membrán permeabilitásától és a tápanyag kémiai szerkezetétől függ.

A baktériumok táplálékforrásaként szolgáló anyagok elképesztően sokfélék. Az élő szervezetek számára szükséges legfontosabb elem a szén. Egyes baktériumfajták (autotrófok) képesek a szén-dioxidból és sóiból származó szervetlen szenet felhasználni (lásd: Autotróf organizmusok), míg mások (heterotrófok) csak szerves vegyületeket (lásd Heterotróf szervezetek). A baktériumok túlnyomó többsége heterotróf. A szén-asszimilációhoz külső energiaforrásra van szükség. Néhány fotoszintetikus pigmenttel rendelkező baktérium a napfény energiáját használja fel. Ezeket a baktériumokat fotoszintetikusnak nevezik. Ezek közé tartoznak az autotrófok (zöld és lila kénbaktériumok) és a heterotrófok (nem kén-lila baktériumok). Ezeket fotolitotrófoknak és fotoorganotrófoknak is nevezik. A legtöbb baktérium a kémiai reakciók energiáját használja fel, és kemoszintetikusnak nevezik. A kemoszintetikus autotrófokat kemolitotrófoknak, a heterotrófokat kemoorganotrófoknak nevezzük.

A heterotróf baktériumok különféle kémiai természetű szerves vegyületekből asszimilálják a szenet. A telítetlen kötéseket vagy részlegesen oxidált vegyértékekkel rendelkező szénatomokat tartalmazó anyagok könnyen asszimilálhatók. Ebben a tekintetben a leginkább hozzáférhető szénforrások a cukrok, többértékű alkoholok stb. Egyes heterotrófok a szerves szén asszimilációjával együtt szervetlen szenet is képesek asszimilálni.

A nitrogénforrásokhoz való hozzáállás is eltérő. Vannak baktériumok, amelyek asszimilálják az ásványi, sőt a légköri nitrogént is. Más baktériumok nem képesek fehérjemolekulát vagy néhány aminosavat szintetizálni a legegyszerűbb nitrogénvegyületekből. Ebben a csoportban vannak olyan formák, amelyek az egyes aminosavakból, peptonokból, összetett fehérjeanyagokból és ásványi nitrogénforrásokból származó nitrogént használnak fel olyan aminosavak hozzáadásával, amelyeket nem tudnak szintetizálni. Sok patogén baktérium tartozik ebbe a csoportba.

Lehelet. A baktériumsejt belsejébe behatoló anyagok egy része oxidálva látja el a szükséges energiával. Ezt a folyamatot biolnak, oxidációnak vagy légzésnek nevezik.

A biológiai oxidáció főként két folyamatra redukálódik: a szubsztrát dehidrogénezése, majd az elektronok átvitele a végső akceptorba és a felszabaduló energia biológiailag hozzáférhető formában történő felhalmozódása. Az oxigén, egyes szerves és szervetlen vegyületek végső elektronakceptorként szolgálhatnak. Az aerob légzésben az oxigén a végső elektronakceptor. Az energiafolyamatokat, amelyekben a végső elektronakceptor nem oxigén, hanem más vegyületek, anaerob légzésnek nevezik, és egyes kutatók anaerob légzésnek nevezik azokat a folyamatokat, amikor a szervetlen vegyületek (nitrátok és szulfátok) a végső elektronakceptorok.

A fermentáció alatt olyan energiafolyamatokat értünk, amelyekben a szerves vegyületek donorként és elektronakceptorként is működnek.

A baktériumok között vannak szigorú aerobok (lásd), amelyek csak oxigén jelenlétében fejlődnek, kötelező anaerobok, amelyek csak oxigén hiányában, és fakultatív anaerobok (lásd), amelyek aerob és anaerob körülmények között is képesek fejlődni. A legtöbb baktériumnak van egy térben szervezett légzési enzimrendszere, amelyet légzési láncnak vagy elektrontranszport láncnak neveznek.

A baktériumok légzése, más szervezetek légzéséhez hasonlóan, az oxidatív foszforiláció folyamataihoz kapcsolódik, amelyet makroerg kötésekben (ATP) gazdag vegyületek képződése kísér. Az ezekben a vegyületekben felhalmozódott energiát szükség szerint hasznosítják.

A baktériumok különféle szerves vegyületeket (szénhidrátokat, nitrogéntartalmú anyagokat, zsírokat és zsírsavakat, szerves savakat stb.) használhatnak fel energiaforrásként. Az a képesség, hogy a szervetlen vegyületek oxidációja eredményeként energiát nyerjen, csak a baktériumok egy kis csoportjában rejlik. Az általuk oxidált szervetlen anyagok minden baktériumtípusra jellemzőek. Ezek a baktériumok közé tartoznak a nitrifikáló baktériumok, a kénbaktériumok, a vasbaktériumok stb. Vannak köztük aerobok és anaerobok is.

A fotoszintetikus baktériumok a látható fény energiáját közvetlenül ATP-vé alakítják; ezt a fotoszintézis során végbemenő folyamatot fotofoszforilációnak nevezik.

Növekedés és szaporodás

A baktériumsejt az összetevőinek szaporodásával kapcsolatos egymást követő reakciók befejeződése után kezd osztódni.

A sejtnövekedés legfontosabb folyamata az örökletes apparátus szaporodása. A nukleoid osztódását a DNS-replikáció folyamatai előzik meg (lásd Replikáció). A replikáció akkor kezdődik, amikor a sejt DNS/fehérje aránya elér egy bizonyos szintet. A replikáció megindításához specifikus fehérjetermékek szintézise szükséges. Az autoradiográfiás módszerrel végzett vizsgálat során a replikáló sejt DNS-én két pontot különböztetünk meg: a replikáció kezdőpontját és a növekedési pontot (10. ábra). A replikációs pont a sejt teljes DNS-én mozog, amely, mint megjegyeztük, körkörösen zárt szerkezetű. A replikációs pont áthaladási ideje a DNS teljes körkörös szerkezetének elejétől a végéig, vagy a DNS-szintézis ideje állandó, és nem függ a sejtnövekedés sebességétől. Gyorsan növekvő tenyészetekben, amikor a generálási idő (a sejtosztódások között eltelt idő) rövidebb, mint a DNS-replikációhoz szükséges idő (40-47 perc E. coli B/r-ben), egy új iniciáció kezdődik az előző vége előtt. egy. Így a gyorsan növekvő növényeknek több replikációs pontja (villája) van. A DNS-replikáció folyamatát a szintetizált DNS-szálak újonnan képződött leánysejtekké történő szegregációja kíséri. A DNS-szálak osztódásában a sejt mezoszómái játszanak fontos szerepet.

A pálcika alakú sejtek növekedése a generációs ciklus során hosszuk exponenciális növekedésére csökken. A sejtnövekedés az osztódás során lelassul, majd osztódás után újra megindul.

A DNS-replikáció vége az a pillanat, amely elindítja a sejtosztódást. A replikáció vége előtti DNS-szintézis gátlása az osztódási folyamat megzavarásához vezet: a sejt leáll az osztódással és megnő a hossza. Az E. coli példáján kimutatták, hogy az osztódás megkezdéséhez egy termolabilis fehérje jelenléte és az egyes poliaminok olyan aránya szükséges a sejtben, amelyben a putreszcin mennyiségének meg kell haladnia a spermidin mennyiségét. Vannak adatok a foszfolipidek és autolizinek fontosságáról a sejtosztódás folyamatában.

A növekvő baktériumkultúra riboszómák teljes készletét szintetizálja. A riboszómális RNS-t kezdetben DNS-templáton szintetizálják, majd módosítják és érett 16S és 23S rRNS-vé alakítják. Az 5S r-RNS szintén nem a transzkripció közvetlen terméke (lásd). A riboszóma prekurzorok nem tartalmazzák a riboszómális fehérjék teljes készletét. A teljes készlet csak az érés folyamatában jelenik meg.

A mezoszómák szaporodásának mechanizmusa, valamint a sejt membránapparátusa még nem tisztázott. Feltételezhető, hogy a baktériumsejt növekedése során a mezoszómák fokozatosan szétválnak.

A baktériumsejt növekedése során a mezoszóma mellett sejtszeptum képződik (7. ábra). A septum kialakulása sejtosztódáshoz vezet. Az újonnan képződött leánysejtek elválnak egymástól. Egyes baktériumokban a septum kialakulása nem vezet sejtosztódáshoz: többkamrás sejtek képződnek.

Az E. coliban számos olyan mutánst sikerült előállítani, amelyekben a sejtszeptum vagy szokatlan helyen alakul ki, vagy a szokásos lokalizációjú septummal együtt a sejtpólushoz közel egy további szeptum képződik. Az ilyen mutánsok osztódása következtében mind a közönséges sejtek, mind a 0,3-0,5 μm méretű kis sejtek (minisejtek) keletkeznek. A minisejtek általában meg vannak fosztva a DNS-től, mivel a szülősejt osztódása során a nukleoid nem lép be beléjük. A DNS hiánya miatt minisejteket használnak a bakteriális genetikában a génfunkciók expressziójának tanulmányozására az öröklődés extrakromoszómális tényezőiben és egyéb kérdésekben.

Folyékony tápközegben termesztve a sejtpopuláció növekedési üteme idővel változik. A baktériumpopuláció növekedése több szakaszra oszlik. A sejtek friss tápközegbe vetése után a baktériumok egy ideig nem szaporodnak – ezt a fázist nevezzük kezdeti stacioner vagy lag fázisnak. A késleltetési fázis átmegy a pozitív gyorsulás fázisába. Ebben a fázisban megindul a baktériumok osztódása. Amikor a teljes populáció sejtjeinek növekedési üteme elér egy állandó értéket, megkezdődik a szaporodás logaritmikus fázisa. Ebben az időszakban kiszámíthatja a generációs időt, a generációk számát és néhány egyéb mutatót. A logaritmikus fázist felváltja a negatív gyorsulás fázisa, majd beáll az állófázis. Az életképes sejtek száma ebben a fázisban állandó (M-koncentráció - az életképes sejtek maximális koncentrációja). Ezt követi a populáció kihalásának szakasza. A populáció növekedési ütemét befolyásolja: a baktériumtenyészet típusa, a vetett kultúra kora, a táptalaj összetétele, a növekedési hőmérséklet, a levegőztetés stb.

A sejtpopuláció növekedése során anyagcseretermékek halmozódnak fel bennük, tápanyagfogyás és egyéb folyamatok lépnek fel, amelyek az álló és az azt követő fázisokba való átmenethez vezetnek. A tápanyagok folyamatos hozzáadásával és az anyagcseretermékek egyidejű eltávolításával el lehet érni, hogy a populáció sejtjei hosszú ideig a logaritmikus fázisban maradjanak. Leggyakrabban erre a célra egy kemosztátot használnak (lásd).

A logaritmikus fázisban a baktériumpopuláció állandó növekedési üteme ellenére az egyes sejtek még mindig az osztódás különböző szakaszaiban vannak. Néha fontos a populáció összes sejtjének növekedését szinkronizálni, vagyis szinkron tenyészetet kapni. Az egyszerű szinkronizálási módszerek a hőmérsékleti viszonyok megváltoztatása vagy a tápanyaghiányos körülmények között történő termesztés. Kezdetben a tenyészetet szuboptimális körülmények közé helyezik, majd helyettesítik őket optimálisakkal. Ugyanakkor az osztódási ciklus a populáció összes sejtjében szinkronizálva van, de a szinkron sejtosztódás általában nem haladja meg a 3-4 ciklust.

Korábban többször hangoztatták azokat a hipotéziseket, amelyek szerint a fejlődési ciklusban a baktériumok egyes formáinak más formáivá való átalakulása ördögi körben halad. Mindezeket a hipotéziseket a „ciklogenetika” általános kifejezés egyesíti. A cikogeneziával kapcsolatos elméleti elképzelések jelenleg csak történelmi jelentőségűek. A baktériumok disszociációs folyamataira vonatkozó tényadatok (lásd) azonban nem veszítettek értékükből.

Külső tényezők hatása

A baktériumok életképességét külső tényezők hatására különféle módszerekkel vizsgálják, például a túlélő sejtek megszámlálásával. Ehhez túlélési görbéket építenek, amelyek kifejezik a túlélő sejtek számának az expozíciós időtől való függését.

A baktériumok viszonylag ellenállnak az alacsony hőmérsékletnek. A baktériumok érzékenyebbek a magas hőmérsékletre. Általában, ha a baktériumokat t ° 60-70 ° -ra melegítik, a vegetatív sejtek elpusztulnak, míg a spórák nem pusztulnak el. A baktériumok magas hőmérsékletre való érzékenységét használják a sterilizálás során (lásd).

A különböző típusú baktériumok eltérően reagálnak a szárításra. Egyes baktériumok (például gonococcusok) nagyon gyorsan elpusztulnak, mások (mikobaktériumok) nagyon ellenállóak. Bizonyos feltételek betartásával (vákuum jelenléte, speciális táptalajok) azonban lehetőség van szárított, liofilizált baktériumkultúrák előállítására, amelyek hosszú ideig életképesek maradnak (lásd Liofilizálás).

A baktériumok elpusztíthatók különféle porokkal (üveg, kvarc) végzett mechanikus őrléssel, valamint ultrahanggal.

A baktériumok érzékenyek az ultraibolya sugárzásra; a leghatékonyabbak a körülbelül 260 nm hullámhosszú sugarak, ami megfelel a nukleinsavak általi maximális abszorpciónak. Az ultraibolya sugarak mutagén hatásúak. A röntgensugárzásnak halálos és mutagén hatása is van (lásd Mutagének).

A kemoterápiás gyógyszerekkel és antibiotikumokkal szembeni érzékenység a baktérium típusától és a gyógyszer sejtre gyakorolt ​​hatásmechanizmusától függ. Az érzékeny baktériumokból a mutáció vagy a mikroorganizmusok többszörös gyógyszerrezisztencia faktorainak átadásakor állandósult formák érkezhetnek (lásd).

A baktériumok eloszlása ​​a természetben és szerepük az anyagok körforgásában

patogenitás és virulencia. A baktériumok talajban, vízben, emberekben és állatokban élnek. Különféle baktériumcsoportok fejlődhetnek olyan körülmények között, amelyek más szervezetek számára nem elérhetők. A külső környezetben élő baktériumok minőségi és mennyiségi összetétele számos körülménytől függ: a környezet pH-ja, hőmérséklete, tápanyagok jelenléte, páratartalom, levegőztetés, egyéb mikroorganizmusok jelenléte (lásd Mikrobák antagonizmusa) stb. különböző szerves vegyületeket tartalmaz a környezet, annál több baktérium található benne. A szennyezetlen talajokban és vizekben viszonylag kis számban találhatók szaprofita baktériumok. A talajban spóraképző és nem spóraképző baktériumok, mikobaktériumok, myxobaktériumok és coccalis formák élnek. A vízben különféle spóraképző és nem spóraképző baktériumok, valamint speciális vízi baktériumok - vízi vibriók, fonalas baktériumok stb. - találhatók. A tározók alján található iszapban különféle anaerob baktériumok élnek. A vízben és talajban élő baktériumok között vannak nitrogénmegkötő, nitrifikáló, denitrifikáló és cellulózhasító baktériumok. A tengerekben és óceánokban magas sókoncentrációban és nagy nyomáson szaporodó baktériumok élnek, és világító fajok is előfordulnak. A szennyezett vizekben és talajban a talaj- és vízi szaprofitákon kívül nagy számban élnek az emberi és állati szervezetben élő baktériumok - enterobaktériumok, klostridiumok stb.

A széklet szennyeződésének jelzője általában az E. coli jelenléte. A baktériumok széles elterjedtsége és számos fajuk anyagcsere-aktivitásának sajátossága miatt kivételesen nagy jelentőséggel bírnak a természet anyagkörforgásában. A nitrogénkörforgásban sokféle baktérium vesz részt – a növényi és állati eredetű fehérjetermékeket lebontó fajoktól a nitrátokat alkotó fajokig, amelyeket a magasabb rendű növények felszívnak. A baktériumok anyagcsere-tevékenysége meghatározza a szerves szén mineralizációját és a szén-dioxid képződését, amelynek a légkörbe való visszajutása fontos a földi élet fenntartásához. A szén-dioxid légkörből történő asszimilációját a zöld növények végzik fotoszintetikus aktivitásuk miatt. A baktériumok fontos szerepet játszanak a kén, foszfor és vas körforgásában.

Az összes ismert mikrobának viszonylag kis része képes emberekben és állatokban betegségeket okozni. A baktériumok potenciális fertőző betegségeket okozó képességét, amely a fajokra jellemző, patogenitásnak vagy patogenitásnak nevezzük. Ugyanazon fajban a kórokozó tulajdonságok súlyossága meglehetősen széles skálán változhat. Egy bizonyos típusú baktériumtörzs patogenitásának mértékét virulenciájának nevezzük (lásd). A baktériumok között vannak feltételesen patogén fajok, amelyek patogenitása függ a makroorganizmus állapotától, a külső környezettől stb.

A baktériumok genetikája

A bakteriális genetika az általános genetika egyik ága, amely a baktériumok öröklődését és variabilitását vizsgálja. A baktériumok szerveződésének viszonylagos egyszerűsége, szintetikus környezetben való szaporodási képessége, gyors szaporodása lehetővé teszi a többmilliárdos populációt alkotó baktériumok genomjában bekövetkező, viszonylag ritka elváltozások elemzését (ld.), öröklődésük nyomon követését. Ehhez speciális módszereket alkalmaznak, amelyek biztosítják az egyes, géntechnológiával módosított baktériumsejtek kiválasztását hatalmas populációból, a kromoszóma vagy annak fragmentumainak átvitelét egyik sejtből (donor) egy másikba (recipiens), majd a kapott rekombinánsok genetikai elemzését. (lásd: Rekombináció). A baktériumok genetikai elemzésének (lásd) módszerei lehetővé tették nemcsak a bakteriális kromoszóma szerveződésének tanulmányozását, hanem a gén finomszerkezetének megfejtését, valamint az egyedet alkotó genetikai egységek funkcionális kapcsolatainak megállapítását is. bakteriális operonok (lásd).

A baktériumok genetikájának fejlődése összefügg a bakteriális transzformáció vizsgálatával (lásd), amely lehetővé tette a DNS, mint az öröklődés anyagi alapja szerepének megállapítását. A baktériumok genetikai transzformációjának vizsgálata során módszereket dolgoztak ki a DNS kivonására és tisztítására, valamint biokémiai és biofizikai módszereket a tulajdonságainak elemzésére. Ez lehetővé tette nemcsak a genetikai változások sejtszintű tanulmányozását, hanem a változások összehasonlítását a DNS szerkezetének változásaival is. Így a genetikai módszerekkel kombinálva a genetikai anyag biokémiai vizsgálatának módszerei lehetővé tették a bakteriális genetika törvényszerűségeinek molekuláris szintű elemzését.

A baktériumok közül a genetikailag leginkább vizsgált az Escherichia coli, amelyben olyan módszereket fedeztek fel, amelyek segítségével genetikai anyagot (kromoszómát vagy fragmenseit) a donortól a recipiensig át lehet vinni, akár közvetlen keresztezéssel (lásd Konjugáció baktériumokban), akár segítséggel. bakteriális vírusok (lásd. transzdukció). A szalmonella más mikroorganizmusok, amelyek ugyanolyan típusú genetikai anyagcserével rendelkeznek, és genetikailag hasonlóak az Escherichia colihoz.

Az E. coliban és a Salmonellában kialakult genetikai cseremintázatok számos más mikroorganizmusban is megtalálhatók, amelyek fontos szerepet játszanak a fertőző patológiákban. Konjugációs és transzdukciós jelenségeket találtak a Shigellában és néhány más patogén mikroorganizmusban is, ami lehetővé teszi a patogenitásukat meghatározó tényezők genetikai elemzését.

Különböző genetikai jelenségek molekuláris mechanizmusainak tisztázása érdekében jelentős érdeklődés övezi azokat a genetikai transzformációra képes mikroorganizmusokat, amelyekben a recipiens baktériumok a donorbaktériumokból kinyert tisztított DNS-t felszívják. A transzformációs kísérletek során feltárják az izolált, extracelluláris DNS genetikai aktivitását, ami lehetővé teszi a különböző, szerkezetét megváltoztató hatásoknak kitett DNS funkcionális aktivitásának elemzését in vivo és in vitro egyaránt.

Ezért a transzformálható baktériumfajokat, például a Bac-ot, széles körben használják molekuláris genetikai vizsgálatokban. subtilis, H. influenzae, Pneumococcus stb.

A baktériumok tulajdonságait, mint minden más organizmus, a bennük rejlő gének halmaza határozza meg. A bakteriális génekben kódolt genetikai információ rögzítése univerzális triplet kód alapján történik (lásd Genetikai kód). Yanovsky (S. Janofsky) bizonyítékot szerzett a kolinearitásra (megfelelésre) a nukleotidszekvencia és a polipeptid aminosavszekvenciája között, és in vivo megállapította a különböző aminosavak befoglalását kódoló egyedi tripletek összetételét.

A baktériumokban rejlő gének halmaza határozza meg azok genotípusát (lásd.) Az azonos genotípusú baktériumok tulajdonságait tekintve nem mindig azonosak; tulajdonságaik változhatnak a táptalajtól, a baktériumtenyészetek korától, a növekedési hőmérséklettől és számos egyéb környezeti tényezőtől függően. A genotípus csak a baktériumsejtekben potenciálisan rejlő tulajdonságokat határozza meg, amelyek kifejeződése az adott genetikai struktúrák működésétől (aktivitásától) függ. A bakteriális kromoszóma kétféle funkcionálisan eltérő genetikai struktúrát tartalmaz: a strukturális géneket, amelyek meghatározzák az adott sejtben szintetizálni képes fehérjék specifitását, és a szabályozó géneket, amelyek a strukturális gének aktivitását szabályozzák a környezeti feltételektől, különösen a jelenléttől függően. vagy a szintetizált enzim szubsztrátjának hiánya vagy a szükséges összekötő sejt koncentrációja, a genetikai anyag állapota (DNS replikáció), stb.

Aktív állapotban a strukturális gének átíródnak (lásd Transzkripció), azaz elérhetővé válnak a genetikai információk leolvasására DNS-függő RNS polimeráz segítségével. A transzkripció során keletkező hírvivő RNS (i-RNS) a megfelelő polipeptiddé transzlálódik, amelynek szerkezetét ezek a szerkezeti gének kódolják.

A szabályozás típusa szerint a baktériumok szintetikus rendszerei 2 típusra oszthatók: katabolikus és anabolikus. Előbbiek a sejthez szükséges energia hasznosítását, utóbbiak a baktériumok számára szükséges vegyületek bioszintézisét végzik.

Az E. coli katabolikus rendszerét, amely a laktózt glükózra és galaktózra bontja, Jacob és Monod részletesen tanulmányozta (F. Jacob, J. Monod).

Ennek a rendszernek az enzimjeit (β-galaktozidáz, galaktozid-permeáz és galaktozid-transzacetiláz) a megfelelő szerkezeti gének határozzák meg. A szerkezeti gének mellett található egy szabályozó hely, az úgynevezett operátor, amely „bekapcsolja” és „kikapcsolja” a szerkezeti gének információolvasását (átírását).

Ennek a rendszernek egy másik szabályozó egysége egy gén, amely egy represszor szintézisét szabályozza, egy olyan fehérje, amely képes kötődni egy operátorhoz. Represszor jelenlétében az RNS-polimeráz nem írja át a szerkezeti géneket, és a megfelelő enzimek nem szintetizálódnak. Az operátor és a szabályozó gén között van egy rövid DNS szakasz - a promoter - az RNS polimeráz leszállóhelye. A táptalajhoz adott laktóz megköti a represszort, az operátor szabaddá válik, és megkezdődik a strukturális gének átírása, ami enzimek szintézisét eredményezi. Így a laktóz, amely az enzimek működésének szubsztrátja, szintézisük indukálójaként működik.

Ez a fajta szabályozás más katabolikus rendszerekre is jellemző. A hatásuk szubsztrátjai által indukált enzimek szintézisét indukálhatónak nevezzük.

Az anabolikus bakteriális rendszerekben másfajta szabályozás rejlik. Ezekben a rendszerekben a szabályozó gén egy inaktív aporepresszor represszor szintézisét szabályozza. Egy adott biokémiai útvonal szerkezeti génjei által szabályozott végső metabolit kis mennyiségével (például néhány aminosavval) az aporepresszor nem kombinálódik az operátorgénnel, így nem zavarja a szerkezeti gének és a ennek az aminosavnak a szintézise. A végtermék túlzott képződése esetén az utóbbi magrepresszorként kezd működni. Az aporepresszorhoz kötődve a korepresszor aktív represszorrá alakítja azt, amely az operátor génhez kötődik. Ennek eredményeként a szerkezeti gének transzkripciója és a megfelelő vegyületek szintézise leáll, vagyis a rendszer elnyomása figyelhető meg. A felesleges végmetabolit sejt általi elfogyasztása során az aktív represszor ismét aporepresszorrá alakul, az operátorgén felszabadul, és a strukturális gének ismét aktívvá válnak, vagyis a rendszer derepresszálódik.

Így mindkét típusú genetikai rendszerre - katabolikus (indukálható) és anabolikus (represszálható) - a visszacsatolás szabályozása jellemző: a végtermék felhalmozódása és fogyasztása szabályozza annak szintézisét az anabolikus rendszerek által; katabolikus rendszerekben a szintetizált enzimek hatásának szubsztrátja szabályozóként működik.

A sejtszintetikus folyamatok során bekövetkező eltolódások, amelyek az azonos genotípusú baktériumok tulajdonságaiban nem öröklődő változásokat eredményezhetnek, a környezeti feltételektől függően eltérő mértékben fejeződhetnek ki. Az élesen megzavart létfeltételek az egyes szerkezeti gének működésének leállásához vagy túlműködésükhöz vezethetnek, ami viszont jelentős morfológiai változásokhoz, kiegyensúlyozatlan növekedéshez, végső soron sejthalálhoz vezethet.

A baktériumok adott létezési körülményei között kimutatott tulajdonságok komplexét fenotípusnak nevezzük. Bár a bakteriális fenotípus függ a környezettől, a genotípus irányítja, hiszen az adott sejtben lehetséges fenotípusos változások természetét és mértékét egy gének halmaza, vagyis a genotípus határozza meg.

A baktériumok szerkezeti és szabályozó génjei egyaránt a bakteriális kromoszómában lokalizálódnak, és együtt alkotják a baktériumok genetikai apparátusát. Ezenkívül a baktériumok extrakromoszómális genetikai determinánsokat hordozhatnak - plazmidokat (lásd), amelyek általában nem létfontosságúak a sejt számára. Éppen ellenkezőleg, egyesek (például bakteriocinek) funkcióinak aktiválása káros a plazmidokat nem hordozó baktériumsejtekre. Ugyanakkor a plazmidelemek számos olyan tulajdonságot kölcsönöznek a baktériumoknak, amelyek a fertőző patológia szempontjából nagy érdeklődésre tartanak számot. Tehát a plazmiddeterminánsok oka lehet a többszörös gyógyszerrezisztencia (lásd R-faktor), az alfa-hemolizin és más bakteriális toxinok termelése.

A baktériumok kromoszómája a magasabb rendű szervezetek sejtjeihez hasonlóan a sejtmagban lokalizálódik.

A magasabb rendű organizmusok sejtjeivel ellentétben a bakteriális sejtmagban nincs membrán, és nukleoidnak nevezik. A nukleoidok száma a baktériumsejtekben a tenyészet növekedési fázisától függően változik: az Escherichia coliban a nukleoidok száma a logaritmikus növekedési fázisban lévő, gyorsan szaporodó tenyészetekben maximális. A stacionárius növekedési fázisban az Escherichia coli egy-egy nukleoidot tartalmaz. A bakteriális kromoszóma egy gyűrűbe zárt DNS-molekula, amelynek molekulatömege 1,5-2 x 109 dalton nagyságrendű.

Rizs. 13. A genetikai anyag átvitelének szekvenciadiagramja E. coli konjugáció során, szemléltetve a bakteriális kromoszóma körkörös szerkezetét. A betűk különböző géneket jelölnek. A jobbra mutató nyíl mutatja a géntranszfer (C, D, E, E, A, B) szekvenciáját a recipiensnek az 1. donortörzs által; balra nyíl - a géntranszfer szekvenciája (D, D, C, B, A, F) a 2. donortörzs által a recipienshez.

A bakteriális kromoszóma gyűrűszerkezetét három módszerrel állapították meg: autoradiográfiás, elektronmikroszkópos és genetikai módszerrel. Az első esetben a bakteriális DNS körkörös szerkezetének autoradiogramjait, a második esetben az izolált körkörös DNS elektronmikroszkópos képét kaptuk; Ezt a következő hipotetikus példával illusztrálhatjuk. Tegyük fel, hogy a baktériumok keresztezése (konjugáció) során a gének átkerülnek egyik baktériumból a másikba, amit A, B, C, D, E, E betűkkel jelölünk. Az egyik használt donortörzs Hfr (az angol high kifejezés rövidítése). rekombináció gyakorisága - nagyfrekvenciás rekombináció) a kromoszómatranszfer kiindulópontja a C gén régiójában található. Ebben az esetben a génátvitel következő sorrendje figyelhető meg: C, D, D, E, A, B. A második törzs A Hfr elindítja a kromoszóma transzfert a D génből, és az előzővel ellentétes irányba viszi át. Ebben az esetben a gének átvitele a következő sorrendben történik: D, D, C, B, A, F. A géntranszfer szekvencia kísérletileg kimutatott megőrzése megváltozott átviteli sorrendben könnyen magyarázható a gének gyűrűszerkezetével. kromoszóma (13. ábra).

Azok a módszerek, amelyek lehetővé teszik a genetikai anyag baktériumokban történő átvitelének kísérleti végrehajtását (konjugáció, transzdukció és transzformáció), lehetővé tették a bakteriális kromoszóma genetikai térképének elkészítését, amely tükrözi a gének relatív lokalizációját. A genetikai térképezés céljára széles körben alkalmazzák a konjugációt, melynek során a bakteriális kromoszóma nagy részei, esetenként a donor teljes kromoszómája kerül át a recipiensbe. A konjugációs térképezés során többféle megközelítést alkalmaznak: időben megállapítják az egyes gének átvitelét, detektálják a kapcsolt géntranszmissziót, a szelekciónak nem alávetett (nem szelektív) gének átviteli gyakoriságát, amelyek a génekhez képest proximálisan és disztálisan helyezkednek el. A konjugáció azonban a legtöbb esetben nem ad lehetőséget kellően pontos térképezésre, mivel ebben az esetben a rekombináció (lásd) a kromoszóma viszonylag kiterjedt szakaszain történik. A pontos leképezést transzdukcióval végezzük, amelyben a bakteriális kromoszóma rövidebb, hosszának 0,01-ét meg nem haladó fragmentumait továbbítják. A transzdukciós térképezés egyik fő módszere a feltérképezett gén és egy olyan gén együttes transzdukciójának (vagyis közös átvitelének) lehetőségének meghatározása, amelynek a kromoszómán való elhelyezkedése ismert. A kotranszdukció jelenléte a vizsgált gének közeli (kapcsolódó) elhelyezkedését jelzi. A transzdukció a gének sorrendjének megállapítására is használható. Erre a célra egy speciális genetikai elemzési módszert alkalmaznak - az úgynevezett hárompontos tesztet, amelyben a keresztezéseket három génhez viszonyítva elemzik.

A leképezéshez való transzformációt viszonylag ritkán alkalmazzák. A recipiens baktériumok transzformáló DNS-sel történő kezelése lehetővé teszi a bakteriális kromoszóma csak nagyon kis részének átvitelét. Ennek eredményeként csak azok a gének elemezhetők transzformációval, amelyek kapcsolódási csoportokat alkotnak.

Az E. coli K-12 genetikai térképe, amely a világ különböző laboratóriumaiban végzett sokéves genetikai kutatások alapján készült, jelenleg több száz lokalizált gént tartalmaz.

Rizs. 14. Kör alakú genetikai térkép, amely a gének elhelyezkedését mutatja az E. coli kromoszómán. A géneket a tabulátorban megfejtett szimbólumok jelölik. 3. A körök belső felületén lévő számok a térkép hosszának mértékegységeit jelzik (az az idő, ameddig az adott gén a konjugáció során átadódik), percben kifejezve (0-90 perc).

ábrán A 14. ábra az E. coli genetikai térképe, amelyet 1970-ben A. L. Taylor publikált a Bacteriological Reviews (USA) folyóiratban. A tájékozódás megkönnyítése érdekében a genetikai térkép köre, amely sematikusan ábrázol egy kromoszómát, szegmensekre van osztva - percekre, amelyek összesen a teljes kromoszóma átviteléhez szükséges időt teszik ki a konjugáció folyamatában. Az E. coli esetében ez az idő körülbelül 90 perc. A kerület körül elhelyezett szimbólumok a megfelelő géneket jelölik, és a 3. táblázatban vannak megfejtve, amely mintegy 2000 baktériumgént tartalmaz, amelyeknek a baktériumsejt élettevékenységében betöltött funkcióit nagyrészt tanulmányozták. A bakteriális kromoszómán lévő gének lokalizációjával kapcsolatos információk lehetővé teszik a gyakorlati mikrobiológiai specifikus problémák megoldását. Szükséges előfeltételként szolgálnak a baktériumok virulenciájának, patogenitásának, gyógyszerekkel szembeni rezisztenciájának, legyengített törzsek létrehozásának lehetőségének vizsgálatához és egyéb célokra. Kifejezett homológia van az Escherichia coli és a Salmonella génjeinek elrendezésében.

Egyes esetekben a végső metabolit szintézisének egyes szakaszait irányító gének (cisztronok) a bakteriális kromoszóma egyik régiójában helyezkednek el. A gének elhelyezkedési sorrendje ebben az esetben megfelel az általuk meghatározott köztes vegyületek felhasználási sorrendjének a végső metabolit szintézise során. A kromoszóma ugyanazon a helyén, ahol a szerkezeti gének találhatók, a szabályozó genetikai egységek is elhelyezkedhetnek, amelyek a megfelelő szerkezeti génekkel együtt operont alkotnak (lásd). Ilyen operonok például olyan géncsoportok, amelyek a hisztidin, triptofán stb. szintézisét biztosítják.

Más esetekben ugyanazon biokémiai útvonal szerkezeti és szabályozó génekjei a bakteriális kromoszóma különböző régióiban helyezkednek el, erre példa a metionin szintézisét, az arabinóz lebontását, a purinok szintézisét stb.

A baktériumok genetikai anyagcseréjének vizsgálata nem korlátozódik a genetikai térképezésre. Az ilyen csere lehetőségét az emberek számára hasznos új baktériumtörzsek előállítása során is felhasználják. Különösen a patogén és nem patogén baktériumok közötti rekombináció használható legyengített törzsek, azaz csökkent virulenciájú törzsek létrehozására, amelyek alkalmasak élő vakcinák előállítására. Az ilyen törzseket patogén baktériumokból (pl. dysentericus baktériumokból) nyerhetjük ki, ha a patogenitásukat meghatározó genetikai régiót (vagy régiókat) a nem patogén baktériumok (pl. E. coli) kromoszómájának megfelelő régióira cseréljük. A legyengített törzsek létrehozásához nemcsak a genetikai csere lehetőségének biztosítása szükséges, hanem a patogenitás, virulencia, immunogenitás genetikai alapjainak előzetes vizsgálata és az ezeket meghatározó gének feltérképezése is. Csak ilyen feltételek mellett lehet olyan teljes értékű vakcinatörzseket építeni, amelyek csak virulenciát veszítettek, de megtartották immunogenitást biztosító tulajdonságaikat.

A baktériumokban élőhelyük természetes körülményei között is végbemegy a genetikai csere, ami a baktériumok rekombinációs variabilitását eredményezi, ami atipikus formák kialakulásában nyilvánul meg. Ez a körülmény gyakorlati érdeklődésre számot tartóvá teszi a rekombinációs folyamat vizsgálatát, hiszen az atipikus formák kialakulásának mechanizmusa, patogenetikai és diagnosztikus jelentősége a fertőző patológia legégetőbb kérdése.

A fenotípusos és rekombinációs variabilitás mellett a baktériumokra jellemző a mutációs variabilitás, vagyis a mutációkból adódó variabilitás, amelyek a gének szerkezeti átrendeződései, teljes vagy részleges elvesztése (deléciói), amelyek nem társulnak rekombinációkkal. A baktériumokat széles körben használják a mutációs folyamat mintáinak tanulmányozására. A mutáció (lásd), vagyis a genotípus változása mutagén ágensek hatására kialakuló jelenség. Ezek képezik minden genetikai kutatás alapját, hiszen a gének működésének vizsgálata, feltérképezése és egyéb genetikai problémák csak megfelelő mutánsok segítségével oldhatók meg. A mutagén ágensek hatására képződő bakteriális mutánsok jellege nem függ a mutagén hatásmechanizmusától (lásd). A baktériumgenetika fejlődésének első szakaszában kialakult elképzelés, hogy a baktériumok mutációs variabilitása megfelelő volt a felhasznált mutagéneknek, vagyis ez utóbbiak specifikus hatása, hibásnak bizonyult, ahogyan a a mutációs folyamat spontán jellege hibásnak bizonyult. Ez a nézet azon a tényen alapult, hogy a baktériumpopuláció nagy részének halálát okozó szerek hatására a kutatók az alkalmazott szernek megfelelő mutációkat kaptak. Így például a szulfonamidok hatását szulfa-rezisztens mutánsok, a fágok hatását fágrezisztens mutánsok felszabadulásának kísérte, stb. kimutatták, hogy az ilyen mutánsok képződése az addíció előtt megtörténik. destruktív ágens, az utóbbi pedig csak a szelekciós tényező szerepét tölti be. A baktériumpopulációk mutációs változásai számos génben előfordulnak, de a szelektív ágensek csak a megfelelő mutációkat választják ki. Így például egy mutáló baktériumpopuláció különféle mutánsokat tartalmazhat: auxotrófokat - nem képesek szintetizálni a sejt számára szükséges vegyületeket; mutánsok, amelyek elvesztették vagy megszerezték az egyes szénhidrátok fermentálásának képességét; antibiotikumokkal szemben rezisztensek stb. Ha egy ilyen populációt antibiotikumot tartalmazó táptalajra ültetnek, a nem mutált egyedek, valamint az antibiotikum-rezisztenciával nem összefüggő mutációkat hordozó egyedek nem növekednek. Csak olyan baktériumok növekednek ilyen környezetben, amelyeknek mutációi vannak a megfelelő rezisztenciát meghatározó génben. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az antibiotikum-rezisztens mutánsok eredete összefügg a szelekciós ágens hatásával. A rezisztens mutánsok megjelenésének oka, valamint azok a mutánsok, amelyek kimutatatlanul maradtak a táptalajon antibiotikummal, olyan mutációs események, amelyek a szelekciós szerrel való érintkezés előtt történtek. Ez viszont nem jelenti azt, hogy a szelekciós ágensnek ne lehetne mutagén hatása, de ilyen jelenlétében nemcsak a hatásmechanizmusának megfelelő génekben indukál mutációkat, hanem, mint minden más mutagén, sokféle változatban. és csak ennek megfelelően módosított baktériumokat választ ki.

A baktériumok spontán mutációjának fogalmának ellentmondásosságát azzal az indokkal cáfolták meg, hogy számos kémiai vegyület és fizikai ágens vizsgálatakor, amelyek valószínűleg a baktériumok általánosan termesztett populációira hatnak, azt találták, hogy a mutagén aktivitás a tényezők rendkívül széles körére jellemző. , beleértve a baktériumok természetes metabolitjait is. Ezeknek a tényezőknek a hatása nem mindig ellenőrizhető, de megmagyarázza az úgynevezett spontán mutációk okát.

A modern felfogás szerint a spontán mutációk ugyanolyan rendű jelenségek, mint a kísérleti úton előállított mutációk, úgynevezett indukált mutációk. Mind ezek, mind mások ok-okozati összefüggésben vannak. Az egyetlen különbség az, hogy az indukált mutációk speciálisan alkalmazott mutagén szerek hatására jönnek létre, míg a spontán mutációkat okozó ágensek tisztázatlanok maradnak. A "spontán" kifejezés tehát nem tükrözi a jelenség lényegét, és feltételesen használják a speciális hatások nélkül fellépő mutációkra.

A mutagén ágenseknek való kitettség okozta mutációk a DNS nukleotid szekvencia változása következtében jönnek létre, melynek megnyilvánulása az e gén által kódolt polipeptid funkciójának elvesztése vagy megváltozása, vagy a szabályozó egységek tulajdonságainak megváltozása. a bakteriális genom (operátor, promoter). A "hosszúság" szerint különbséget kell tenni a gén- és a kromoszómális mutációk között. Az előbbiek egy génre, az utóbbiak több génre is kiterjednek. A kromoszómális mutációk nagyszámú nukleotid elvesztése (deléció) eredménye. A génmutációk gyakrabban pontszerűek, vagyis egy pár DNS-nukleotid cseréjéből, beépítéséből vagy elvesztéséből állnak. A DNS-ben a nitrogénbázisok egyszerű és összetett helyettesítései vannak – átmenetek és transzverziók (lásd: Mutáció).

A baktériumokat közvetlen és fordított mutációk jellemzik. Ez utóbbiak gyakran elnyomó jellegűek. Minden ismert mutagén mutagén hatással van a baktériumsejtekre. A bakteriológiai genetikai vizsgálatokban leggyakrabban használt mutagének az ultraibolya sugarak, a behatoló sugárzás, a mono- és bifunkciós alkilezőszerek, bázisanalógok és számos más.

A közelmúltban baktériumokon végzett vizsgálatok olyan genetikailag meghatározott rendszerek jelenlétét mutatták ki, amelyek biztosítják a genetikai anyag (DNS) károsodásának helyreállítását. Ezek a vizsgálatok új irányt indítottak a genetikában és a molekuláris biológiában. A baktériumok reparatív aktivitásának vizsgálata során nyert adatok számos, a mutagén szerek hatásmechanizmusával, a mutációs változások kialakulásával, rögzítésével és fenotípusos kifejeződésével kapcsolatos elképzelés felülvizsgálatához vezettek.

Bakteriális antigének

A bakteriális antigének a flagellában, a kapszulában, a sejtfalban, a membránokban és más sejtstruktúrákban lokalizálódnak. A bakteriális antigének a sejt biológiailag aktív összetevői, amelyek meghatározzák annak immunogén, toxikus és invazív tulajdonságait. A bakteriális antigének kémiai szerkezetének megfejtése, szintézisének és sejtben történő lokalizációjának szabályozása, valamint az immunogén specificitás elméleti alapja a bakteriális fertőzések diagnosztizálásának és specifikus immunprofilaxisának hatékony módszereinek megalkotásának.

Az antigének baktériumsejtben való eloszlását immuncitológiai módszerekkel - Tomcsik J. specifikus kapszulareakcióval, fluoreszcens antitestek közvetlen és közvetett módszerével, ferritinnel, jóddal, higannyal vagy uránnal jelölt antitestek módszerével, elektronmikroszkópos módszerrel - vizsgálják. ultravékony metszeteket, valamint az egyes struktúrák izolálását a későbbi immunológiai vizsgálathoz. Az antigének baktériumoktól való izolálásához kis üveggyöngyökkel végzett mechanikai megsemmisítést, ultrahangot, magas nyomást, detergenseket, lizozimet vagy bakteriofágot használnak. Az oldható antigénkomplexeket proteolitikus enzimekkel, forró vízzel, triklór-ecetsavval, dietilglikollal, fenollal, karbamiddal, piridinnel, etil-éterrel stb. végzett kezeléssel vonják ki a baktériumokból. Az oldható antigéneket gradiens ultracentrifugálással tisztítják oszlopkromatográfiával vagy preparatív elektroforézissel. A nagy tisztaságú antigéneket enterobaktériumokból, pertussis mikrobákból, streptococcusokból stb.

A baktériumok antigénjei között vannak típus-, faj-, csoport- és nemzetségspecifikus, valamint „nem specifikusak”. A legtöbb típus- és csoportspecifikus antigén a baktériumok flagellájában, kapszulájában és sejtfalában található. A membránok antigénjeit és a baktériumsejtek intracelluláris szerkezetét nem vizsgálták eléggé.

Flagella antigének (H-antigének) 20 000-40 000 molekulatömegű fehérje (flagellin), amely alfa és béta polipeptid láncokból áll. Az analitikai ultracentrifugálás során a flagellin egyetlen homogén csúcsot képez, melynek ülepedési együtthatója 1,5-1,68. Ha erősen savas vagy lúgos környezetben t ° 100 ° -ra melegítik, a flagelláris antigének inaktiválódnak. Feltételezhető, hogy a Salmonella, Escherichia és más enterobaktériumok flagelláris antigénjeinek különböző szerotípusainak aminosav-összetétele eltérő, és ez határozza meg típusspecifitását. A Salmonella szerotípusok osztályozása a flagelláris antigének specifitásának különbségén alapul. Az enterobaktériumok, vibrio cholerae és más baktériumok izolált flagellái H-antigénként reagálnak (lásd Bakteriális flagella), azonban a flagella frakció mindig tartalmaz O-antigén keveréket. A Proteus mirabilis S- és R-formáinak flagellája és flagellinje közös és eltérő antigén komponenseket tartalmaz. Az antigénspecifitás a flagelláris filamentum flagellin alegységeinek kapcsolatától és sorrendjétől függ. Immundiffúziós módszer (lásd) H-antigénnél két komponensre derül fény. Preparatív immunkémiai módszerekkel lehetséges egy O-antigénből tisztított H-antigén előállítása. A tisztított H-antigénnek nincs védőhatása laboratóriumi állatokon végzett kísérletekben. Oldható flagellaris antigéneket használnak vörösvértest-H-diagnosztikák készítésére.

Kapszuláris antigének (K-antigének) sok baktérium típusspecifikus és specifikus immunitást serkent (lásd). A kapszuláris antigének közül sok poliszacharid vagy mukopeptid.

A pneumococcusok kapszuláris antigénjei típusspecifikus poliszacharidok, izolált formában a haptének tulajdonságaival rendelkeznek (lásd Gaptens), és ezeket oldható specifikus anyagként (SSS) jelölik. A lépfene kórokozójának kapszula haptén-peptidet, valamint fehérje-poliszacharid jellegű antigéneket tartalmaz, amelyek érzékenyek a proteolitikus enzimekre. Kapszuláris glutamil polipeptid található benned. megaterium, antigén tulajdonságaival rendelkezik, keresztreakcióba lép ugyanazon mikroba sejtfalának antigénjeivel. Az Acetobacter nemzetség mikrobáiban poliszacharid jellegű kapszuláris antigéneket találtak. Ezek az antigének keresztreakcióba léptek a B és G csoportba tartozó streptococcusok, valamint a 23-as típusú pneumococcusok elleni antiszérumokkal. A keresztszerol, a reakciót az általános determináns csoport - L-ramnóz - antigénekben való jelenléte okozza.

Keresztreakciókat állapítottak meg az A csoportba tartozó meningococcusok kapszuláris poliszacharid antigénjei és a Bac között. pumilus, C csoportú meningococcusok és E. coli 016: NM, III. típusú pneumococcusok és E. coli K7 stb.

Az enterobaktériumok kapszulájában (pontosabban mikrokapszulában) poliszacharid antigéneket találtak: Vi-antigén (lásd) S. typhi-ben, S. paratyphi C, E. coli, E. ballerup, B (K) antigének Escherichiában, K- antigének a Klebsiellában. A nek-ry szalmonellákban (S. typhimurium, S. adelaide, Citrobacter) találhatók fehérje jellegű, védő tulajdonságokkal rendelkező kapszuláris antigének. A K. pneumoniae kapszuláris poliszacharid antigénjei adjuváns hatással rendelkeznek (lásd Adjuvánsok).

Sokféle mikroba sejtfalában típus-, csoport-, faj- és nemzetségspecifikus antigéneket azonosítottak. Krause séma (R. M. Krause, 1963) szerint a streptococcus sejtfala típusspecifikus fehérje antigéneket (M-anyag) és poliszacharid jellegű csoportspecifikus antigéneket tartalmaz. Az M-antigén (legfeljebb 60 típus létezik) egy védő antigén; részlegesen tisztított formában javasolt vakcina. Vezényelte az Amer. a tudósok egy részben tisztított M-antigénből álló vakcinát tesztelve kimutatták, hogy a gyógyszer reumát okozott néhány beoltott gyermeknél. Számos szerző szerint az M-antigén szoros rokonságban áll egy olyan antigénnel, amely keresztreakcióba lép az emberi szívizom antigénjével. Feltételezzük, hogy a keresztreagáló antigén és az M-antigén ugyanazon fehérjemolekula különböző meghatározói. Azt is megállapították, hogy kapcsolat van az 1-es típusú streptococcus A csoport M-antigénje és a humán limfociták HLA-rendszere között. A streptococcusok sejtfalának másik csoportspecifikus antigénje egy mukopeptid antigén, amelynek specifitása az N-acetil-glükózaminnak (A csoportú streptococcusok esetében) és az N-acetil-galaktózaminnak (C csoportú streptococcusoknak) köszönhető. A tejsav streptococcusok csoportspecifikus antigénje az intracelluláris teichoinsav.

A staphylococcusok sejtfalában a fajspecifikus antigének koncentrálódnak - a fehérje A-antigén a fal felszíni rétegében és a teichoinsav, amely a mukopeptiddel kombinálva a fal belső rétegét alkotja. Az A-antigén egy precipitinogén, amely a Staphylococcus aureus legtöbb törzsében, annak mólójában található. súlya 13 200. Nem specifikus reakcióba léphet az emberek és egyes állatok vérszérumában található G osztályú immunglobulinok Fc-fragmensével. A teikoinsav egy specifikus precipitinogén, amely poliribitol-foszfát alegységekből áll, amelyekhez N-acetil-glükóz-amin (determináns csoport) és D-alanin kapcsolódik. Teichoinsav megtalálható a streptococcusok, staphylococcusok, mikrokokkók Bac sejtfalában. subtilis és tejsavbaktériumok. Megállapítást nyert, hogy a staphylococcusokból izolált teichoinsav védő tulajdonságokkal rendelkezik. A Cl sejtfalából. Az A típusú botulinum fehérjét, a tripszinre rezisztens hőstabil antigént izoláljuk és tisztítjuk.

A corynebacteriumok, nocardia, mycobacteriumok és aktinomyceták sejtfalában faj- és nemzetségspecifikus antigének találhatók. A corynebacteriumok, nocardia és mycobacteriumok sejtfalának mukopeptidjének összetétele arabinózt és galaktózt tartalmaz, amelyek kereszt-szerológiai reaktivitást váltanak ki e csoportok törzsei között. A diftéria mikroba sejtfalában két antigént találtak: egy felülettípus-specifikus fehérjét és egy mélyebben elhelyezkedő csoportspecifikus hőstabil poliszacharidot. Az anaerob korinebaktériumok sejtfalában radioimmunelektroforézissel antigének komplex halmazát tárták fel. Kiderült, hogy ezeknek a mikrobáknak a sejtfalának fő összetevője egy savas poliszacharid. A Bac sejtfalában csoportspecifikus mukopoliszacharid hapténeket azonosítottak. anthracis. Ezek a haptének kicsapódási reakcióban reagálnak az Öntől izolált hasonló antigénekkel. cereus. Típusspecifikus antigének megatérium is lokalizálódik a sejtfalban.

Az enterobaktériumok O-antigénje (endotoxin) a sejtfal köztes rétegében lokalizálódik, és egy fehérjéből vagy peptidből, poliszacharidból és lipidből álló összetett vegyület. A fenol és víz keverékével extrahált lipopoliszacharid (glucidolipoid komplex) 106-107 molekulatömege, 60-70% foszforilált poliszacharidból és 20-40% lipidből (zsírsav-lipid A) áll. A tisztított poliszacharid molekulatömege 20 000-60 000. A különböző típusú enterobaktériumok O-antigénjeinek poliszacharidja azonos elven épül fel, és egy alapszerkezetből és oldalsó S-specifikus láncokból áll, amelyek meghatározó csoportok. Az összes Salmonella szerotípus alapszerkezete (egyébként R-lipopoliszacharid) a glükózamint, a 2-keto-3-dezoxioktanátot (KDO), az L-glicero-D-mannoheptózt, a galaktózt és a glükózt tartalmazza.

Az R-lipopoliszacharidok 6 kemotípusát azonosították a megfelelő R-mutánsokban (Ra, Rb, Rc, Rd1, Rd2 és Re), amelyek a kémiai szerkezet hibásságának mértékében különböznek. A fehérjeláncok összetétele 6-dezoxi- és különösen 3,6-didezoxi-hexózokat tartalmaz. Az S-specifikus oldalláncok ismétlődő oligoszacharidokból épülnek fel. Az O-faktorok az O-antigén meghatározó csoportjának egy részét vagy egészét alkotják. Ezeket a Kaufermann-White séma szerint osztályozzák kereszt- vagy homológ agglutinációs reakciók segítségével. Az antitest aktív helyéhez a legnagyobb affinitással rendelkező terminális cukrot immundomináns cukornak nevezik. A 2-es O-faktort (A csoport) az immundomináns cukorparatóz, a 4-es O-faktort (B csoport) az abequose, az O-9-es faktort (D csoport) a tivelose stb. határozza meg. A Shigella dysenteriae immundomináns cukra a ramnóz. Az O-antigén komplex specifitását nem csak az immundomináns cukor adja, hanem az oldalláncban lévő cukrok sorrendje és a vegyszer jellege is. kötések az egyes cukrok között. Kezdetben a poliszacharid alapszerkezete szintetizálódik a mikrobasejtben, majd az oldalláncok. Az O-antigén lipid része (lipid A) szinte minden enterobaktériumban azonos. A lipid A egy hosszú szénláncú zsírsav, amely polifoszfo-d-glükózaminból származik, és szorosan kötődik egy O-specifikus poliszacharidhoz. Ugyanakkor a poliszacharid molekula, valamint a teljes O-antigén molekula bioszintézise genetikailag meghatározott.

Az izolált O-antigén (lipopoliszacharid) elágazó szerkezetű, ami zavart okoz, ha a komplexet nátrium-dezoxikoláttal kezelik; kialakulnak az úgynevezett haptén alegységek, amelyekből láthatóan az egész komplexum felépül. Az izolált O-antigének toxikusak, pirogén hatásúak, lokális és általános Schwartzman-jelenséget (lásd Schwartzman-jelenség), tumorszöveti nekrózist, specifikus és nem specifikus rezisztenciát okoznak, emellett immunstimuláló és immunszuppresszív aktivitással is rendelkeznek. Feltételezhető, hogy az O-antigének toxikus aktivitása a lipid A-nak köszönhető. Az O-antigén állatokba való bejutását leukopenia és thrombocytopenia kíséri. Az O-antigén a tolerancia jelenségét okozza, amelyet a fagocita aktivitás jelentős növekedése kísér. Az enterobaktériumok sejtfalában az O-antigén mellett hőre labilis antigéneket, valamint közönséges antigéneket is találtak.

Kunin (S. Kunin) és társszerzői 1962-ben írták le először az enterobaktériumok közös antigénjét, amely specifitásában különbözik az O-antigéntől. Az E. coli 014-ből kivont közönséges antigén, egy poliszacharid, specifikus antitestek termelődését indukálja nyulakban.

A lipopoliszacharid vagy lipid A, ha egy állatnak egy közös antigénnel együtt adják be, elnyomja a közös antigén elleni antitestek termelődését. A közönséges antigén egy másik típusát, a Gorzhinsky and Brodhage (O. O. Gorzynski, 1964; O. O. Brodhage, 1961, 1962) C-antigént találták az E. coliban és a Sh. sonnei. SH. sonnei, egy lipopoliszacharidhoz kapcsolódó bakteriális agglutinogént (BA) mutattak ki hemagglutinációs teszttel. 1969-ben Engelbrecht (E. Engelbrecht) egy másik gyakori antigénről számolt be az enterobaktériumokban - az "alkoholofil" faktorról, amelyet a S. paratyphi A és B-ből, a S. bareilly-ből nyertek. Feltételezhető, hogy az "alkoholofil" antigén egy poliszacharid. A vibrio cholerae sejtfalában specifikus alfa-antigén, a szamárköhögés kórokozójában - fehérjevédő antigén és hisztaminérzékenyítő faktor, pestismikrobában - fenol-víz és nyomokban kivont antigén található. az I. frakcióból.

Az izolált sejtfalak védőaktivitását staphylococcusokkal, streptococcusokkal, tularémiás mikrobákkal, pestiskórokozókkal, enterobaktériumokkal, pertussis mikrobákkal, mikobaktériumokkal, vibrio cholerae-vel és brucellával végzett kísérletekben igazolták. Ezeknek a mikrobáknak a sejtfalából kivonják a védő hatású oldható antigéneket. Számos Gram-pozitív és Gram-negatív mikroba sejtfala granulációt, dermatitiszt, hepatitist, krónikus szívgyulladást és ízületi gyulladást okoz laboratóriumi állatokban. In vitro kísérletekben a sejtfalak serkentik a lizoszómális enzimek felszabadulását, citotoxikus hatást fejtenek ki, gátolják a bakteriális flucitózist és a sejtszaporodást.

Így számos baktérium felszíni szerkezete tartalmaz típus-, csoport-, faj- és nemzetség-specifikus antigéneket, valamint a különböző típusú mikrobák számára közös antigéneket. Ezen antigének közül sok fontos szerepet játszik a betegségek patogenezisében és a specifikus immunitás kialakulásában.

Membránok és intracelluláris struktúrák antigénjei. A specifikus antigének a bakteriális membránokban koncentrálódnak. Tehát a citoplazmatikus membrán antigénjei. a megaterium specifitásukban különbözik a sejtfalantigénektől.

A Micrococcus lysodeicticus membránjainak antigén szerkezetének vizsgálata kimutatta, hogy a citoplazma membrán felületén 8 antigén található. Az E. coli 0111: K 4: H12 és más enterobaktériumok membránfrakciójában O- és H-antigének, valamint azonosítatlan antigének találhatók. Megállapították, hogy a membránok 0-antigénje azonos a sejtfal O-antigénjével. A membrán H-antigénje megegyezik az izolált flagellák H-antigénjével, mivel a flagellum bazális része a citoplazmatikus membrán belső felületéhez kapcsolódik, vagy azon helyezkedik el. Ezért a membránok H-antigén aktivitása a flagellum bazális részének antigén aktivitásának köszönhető. A különböző szerolcsoportok mikoplazmáinak membránjából kivont fehérjék specifikus antigén aktivitással rendelkeztek. Az ultrahanggal elpusztított pertussis mikrobából 22s ülepedési együtthatójú pálcika alakú szerkezetet izoláltak, amely védő tulajdonságokkal rendelkezik (223 antigén). Ez az antigén valószínűleg a membránokban lokalizálódik. Leírják a bakteriális antigén új osztályát, a lipotechoinsavat, amely streptococcusokból, tejsavbaktériumokból és egyes bacilusokból izolálható. A lipotechoinsav a citoplazma membrán felszínén lokalizálódik, és csoportspecifikus antigén. A lipotechoinsav 25-30 glicerofoszfát maradékból és egy lipid komponensből (glikolipid) épül fel. A glicerofoszfát maradékok egy részét glükóz és D-alanin helyettesíti. A legtöbb patogén baktérium membránantigénjeit kevéssé tanulmányozták.

A baktériumok citoplazmatikus frakcióját egy bizonyos sajátosság különbözteti meg: a citoplazma összetevőivel (riboszómák, granulátumok, endoplazmatikus retikulum fragmentumai, sejtnedv) együtt tartalmazza a sejtmag összetevőit (DNS és esetleg nukleáris fehérjék).

Emiatt a citoplazmatikus frakció immunol elemzése során néha nehéz megmondani, hogy milyen antigének aktivitását mutatják ki.

Az enterobaktériumok, pertussis, coccusok és más baktériumok citoplazmájának úgynevezett teljes frakciója gyenge antigén aktivitással rendelkezik. Közös antigéneket számos baktérium citoplazmájában találtak: a Nocardia és a Streptomyces, a Nocardia és a Mycobacterum nemzetség törzsei között. Azonos citoplazmatikus antigéneket találtak mikobaktériumokban, aktinomycetákban és corynebacteriumokban. A pestismikroba citoplazmájában azonban specifikus antigéneket találtak: az I. frakciót, az „egér” toxint, a VW antigént és a triklór-ecetsavas kezeléssel kivont antigénkomplexet. Ezek az antigének fontosak lehetnek a fertőzés patogenezisében. A pestismikroba modellen kimutatták, hogy a fenol-víz módszerrel kapott antigén komplexek és a triklór-ecetsavval extrahált antigénkomplexek különböző antigének, és valószínűleg eltérő szerkezetekben lokalizálódnak. Shigella Zeltman (G. Seltman, 1975) ultrahangos lizátumából izolálta az anód (ATA) felé mozgó antigént, amelyről kiderült, hogy sok enterobaktériumban előfordul. Ez a fehérjeszerű antigén valószínűleg a sejt belsejében található.

A riboszómák antigénjeit azonosították: 1960 és 1963 között azt találták, hogy háromféle antigének lokalizálódnak a bakteriális riboszómákban, amelyek sok baktériumra (látszólag RNS), korlátozott számú fajra (fehérje) és specifikusak. minden faj. 1967-1975-ben kimutatták, hogy az enterobaktériumokból, liszteriákból, mikobaktériumokból, pertussis mikrobákból, kolera vibriókból, staphylococcusokból nyert riboszóma frakciók védő tulajdonságokkal rendelkeznek laboratóriumi állatokon végzett kísérletekben. Ugyanakkor bebizonyosodott, hogy a riboszómák védőaktivitása nincs összefüggésben a sejtfal antigének keveredésével. A Vibrio cholerae riboszóma frakciójából ioncserélő kromatográfiával specifikus protektív tulajdonságokkal rendelkező fehérjét izoláltak, míg a tisztított riboszómák nem okoztak védelmet állatokban. Egyes kutatók azonban azt sugallják, hogy a riboszómák védőaktivitása az RNS-hez, mások a fehérjéhez kapcsolódnak, mások pedig úgy vélik, hogy valamilyen szénhidrát, esetleg a sejtfal, amely egy antigén specifikus tulajdonságaival rendelkezik, „csatlakozik” az izolált anyaghoz. riboszómák. A "riboszómális" vakcinák védőhatásának mechanizmusa nem tisztázott.

Research Ribi (E. Ribi) et al. kimutatták az enterobaktériumok citoplazmájában kis molekulatömegű poliszacharid jelenlétét, amely antigén tulajdonságainak és kémiai tulajdonságainak megfelelően. összetétele közel áll a sejtfal O-antigénjéhez. Ezt a poliszacharidot plazmának nevezik. Antigén aktivitása csak akkor nyilvánul meg, ha az O-antigénhez kapcsolódik. Egy ilyen komplex azonban nem okoz antitestek képződését nyulakban. A plazma poliszacharidot "lineáris molekulákból" (részecskékből) felépített natív hapténnek nevezték, amelynek molekulatömege 163 000, átmérője 1,6 nm, hossza 130 nm. A natív haptén molekulák az O-antigénnel ellentétben nem alkotnak micelláris struktúrákat. Feltételezték, hogy a natív haptén a sejtfal O-antigénjének prekurzora.

Sok kutató azt találta, hogy a bakteriális DNS antigén tulajdonságokkal rendelkezik. A bakteriális DNS-készítmények antigénként reagálnak homológ és heterológ szérumokkal. A keresztszerol, a baktériumok DNS-e és a makroorganizmus sejtjeinek DNS-e közötti reaktivitás látható.

Egyes kutatók úgy vélik, hogy a baktériumok DNS-e és nukleoproteinekjei serkentik az autoimmun folyamatokat.

Így a baktériumok összetett antigénmozaikokkal rendelkeznek, amelyek szinte minden szerkezetben és organellumban eloszlanak. Ezen antigének némelyike ​​aktívabb, mások kevésbé. Gyakorlati szempontból a legfontosabb kérdés a védőantigének kimutatása és izolálása tisztított formában a hatékony vakcinák és diagnosztikai készítmények előállítása érdekében.

Bibliográfia: Baktériumok anatómiája, ford. angolból, szerk. G. P. Kalina, M., 1960; Jerusalem N.D. A mikrobák fiziológiájának alapjai, M., 1963, bibliogr.; A baktériumok anyagcseréje, transz. angolból, szerk. V.A. Shorina, M., 1963, bibliográfia; Többkötetes útmutató a fertőző betegségek mikrobiológiájához, klinikájához és epidemiológiájához, szerk. H. N. Shukov-Verezhnikova, 1. kötet, p. 58. és mások, M., 1962; Peshkov M. A. Baktériumok citológiája, M. - JI., 1955, bibliogr.; ő, Kék-zöld algák, baktériumok és aktinomikéták összehasonlító citológiája, M., 1966; Rose E. Kémiai mikrobiológia, ford. angolból, M., 1971, bibliográfia; Stanislavsky E. S. Bakteriális szerkezetek és antigenitásuk, M., 1971, bibliogr.; Bergey determinatív bakteriológiai kézikönyve, szerk. írta: R. E. Buchanan a. N. E. Gibbons, Baltimore, 1975, bibliogr.; Mikrobiológiai Éves Szemle, v. 1-26. Stanford, 1957-1972; Baktériumok, szerk. szerző: I. C. Gunsalus a. R. Y. Stanier, v. 1-5, N. Y.-L., 1960-1964; Helms tetter C.E. A baktériumok szaporodásának szekvenciája, Ann. Fordulat. Microbiol., v. 23. o. 223, 1969, bibliogr.; Egy em p-fer R. a. Meselson M. Studies of ri-bosomaalis alegységcsere, Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol., v. 34. o. 209, 1969; Korn E.D. Sejtmembránok, szerkezet és szintézis, Ann. Fordulat. Biochem., v. 38. o. 263, 1969; N o m u r e M. Bakteriális riboszóma, Bact. Rev., v. 34. o. 49, 1970; O s-born M. J. A bakteriális sejtfal szerkezete és bioszintézise, ​​Ann. Fordulat. Biochem., v. 38. o. 501, 1969; DNS replikációja mikroorganizmusokban, Cold Spr. Harb. Symp. quant. Biol., v. 33, 1968; R yt e r A. A baktériumok sejtmagjának és membránjának társulása, Bact. Rev., v. 32. o. 39, 1969; T o p 1 e in W. W. a. Wilson G. S. A bakteriológia és az immunitás elvei, v. 1-2, Baltimore, 1964.

genetika B.- Brown V. Baktériumok genetikája, ford. angolból, M., 1968, bibliográfia; Jacob F. és Volman E. A baktériumok neme és genetikája, transz. angolból, M., 1962; Zakharov I. A. és Kvitko K. V. Mikroorganizmusok genetikája, JI., 1967; Módszergyűjtemény a mikroorganizmusok genetikájáról, szerk. R. Klaus és W. Hayes, ford. angolból, M., 1970, bibliográfia; C – a-vronskaya A.G. Mutations in baktériumok, M., 1967, bibliogr.; T és 1-kor körülbelül A. Z. és. T g o t-t e r C. D. Escherichia coli K-12 törzs kapcsolódási térképe, Bact. Rev., v. 36. o. 504, 1972, bibliogr.; Curtis R. Bakteriális konjugáció, Ann. Rev. Microbiol., v. 23. o. 69, 1969; Hartman P.E., Hartman Z.a. Stahl R. A spontán és indukált mutációk osztályozása és feltérképezése a Salmonella hisztidin operonjában, Advanc. Genet., v. 16. o. 1, 1971, bibliogr.; A 12. nemzetközi genetikai kongresszus anyaga, v. 3, Tokió, 1968; Sanderson K. E. Az Enterobacteriaceae genetikája, Advanc. Genet., v. 16. o. 35, 1971, bibliográfia.

Bakteriális antigének- Ado A. D. és Fedoseeva V. N. A Neisseria perflava és Klebsiella pneumoniae sejtjeiben olyan antigének lokalizálása, amelyek gyakoriak (keresztreagálnak) az emberi hörgő-pulmonáris apparátus szöveteivel, Bull. Kísérlet, biol. és orvosi, t. 81, Kya 3, p. 349, 1976; Goldfarb D.M. és Zamchuk L.A. Immunology of nucleinsavs, M., 1968, bibliogr.; M és x és y-l körülbelül itt: I. F. Fluoreszcens antitestek és alkalmazásuk módszerei, M., 1968, bibliogr.; Petrosyan E. A. A baktériumok tífusz-paratífusz csoportjának komplex antigénjei, M., 1961, bibliogr.; Stanislavsky E. S. Bakteriális szerkezetek és antigenitásuk, M., 1971, bibliogr.; H e y m e r B., S p a n e 1 R. a. Haferkamp O. Biologische Aktivitat bakterieller Zellwande, Immun. u. Infekt., Bd 3, S. 232, 1975; Luederitz O. a. o. Bakteriális lipopoliszacharidok izolálása és kémiai és immunológiai jellemzése, in: Microbial toxins, szerk. írta: T. C. Montie, v. 4. o. 145, N. Y., 1971, bibliogr.; Owen P.a. Salton M. Micrococcus lysodeikticus membránok antigén és enzimatikus architektúrája, amelyet keresztezett immunelektroforézissel állapítottak meg, Proc. nat. Acad. sci. (Mos.), v. 72. o. 1711, 1975; Robbins J. B. a. o. Nagymértékben reagáló bakteriális antigének és immunitás a kapszulázott baktériumok által okozott betegségekkel szemben, in: Immun. syst. a. fertőzés. Dis., szerk. írta: E. Ne-ter a. F. Milgrom, p. 218, Bázel a. o., 1975; Wicken A. J. a. Knox, K. W. Lipotechoic acids, a bakteriális antigén új osztálya, Science, v. 187. o. 1161, 1975.

B. S. Levasev; A. G. Skavronskaya (általános a táblázatból); D. M. Goldfarb (bact. tab.). E. S. Sztanyiszlavszkij.

Kialakulásának szakaszában, vagyis a XVII-XVIII. században a mikrobiológia úgy fejlődött, hogy az összes talált organizmust mindenféle logikai osztályozás bevezetése nélkül leírták. Akkoriban a mikrobiológia morfológiai módon írta le a mikroorganizmusokat. A XIX. században jelentős változások mentek végbe. A tudósok ekkorra meglehetősen terjedelmes tudásbázist halmoztak fel, és sokféle mikroorganizmust, gombát is találtak. Ahhoz, hogy valahogy eligazodjunk ebben a rengeteg információban, logikus szerkezetre volt szükség. Ezt 1923-ban javasolták, amikor publikáltak egy baktériumdeterminánst. Ez volt az első olyan nemzetközi munka, amely a mikrobiológia tudományának fejlődésének alapját képezte.

Főbb pontok

Egyetlen osztályozást vezettek be hivatalosan nemzetközi szinten 1980-ban. A Bergi által kifejlesztett rendszeren alapul. Főbb lépések: királyság, osztály, rend, család, nemzetség, faj. Ez utóbbi a legjelentősebb szintje az osztályokra bontás rendszerének. Olyan organizmusokat egyesít, amelyeknek számos hasonlósága van: morfológia, eredet, élettan. Ezenkívül elemzik az anyagcsere jellemzőit. Ha kiderül, hogy nagyon hasonlóak, akkor a mikroorganizmusok fajokba sorolhatók.

A mikroorganizmusok típusai két csoportra oszthatók:

• eukarióták;
• prokarióták.

A második csoportba tartoznak a baktériumok, vagyis azok az organizmusok, amelyeknek nincs formalizált magja. A DNS tartalmazza az összes olyan adatot, amely a tulajdonságok normális öröklődéséhez szükséges. A DNS-molekula a sejt citoplazmájában található.

Egy szinttel lejjebb

A fajok nem a mikroorganizmusok osztályozásának legalacsonyabb szintjét jelentik. A belsejében vannak:

• morfovarok, amelyeket a mikroorganizmusok speciális morfológiája jellemez;
• biológiában eltérő biovariánsok;
• kemovarok, amelyeket az enzimek kissé eltérő aktivitása jellemez;
• az antigénszerkezettől függően csoportokba sorolt ​​szerovariumok;
• fagovarok, amelyek osztályozása a fágok érzékenysége alapján történik.

Mindent elszámolnak és rögzítenek

A mikroorganizmusok biológiai csoportok szerinti osztályozásának egységesítése érdekében nemzetközi szinten bevezették a különböző csoportok jelölési rendszerét. A binaritás elvén alapul, vagyis kettős nómenklatúrát használnak. A név a nemzetség nevével kezdődik - ezt a szót mindig nagybetűvel írják. De a második szó kicsivel kezdődik, egy fajhoz való tartozást írja le. Például: Staphylococcus aureus.

Orvosi mikrobiológusok: mire fogunk különös figyelmet fordítani?

A hagyományosan patogén mikroorganizmusok olyan téma, amely vonzza a mikrobiológiával foglalkozó orvosokat. A hangsúly a különböző képviselőkön van - vírusok, baktériumok, chlamydia és mások. A mikrobák az emberi szem számára megkülönböztethetetlenek, és ahhoz, hogy láthassák őket, speciális technikát kell alkalmazni - olyan mikroszkópokat, amelyek sokszorosára felnagyítják a vizsgált tárgyat.

Az orvostudomány és a tudomány számára érdekes patogén mikroorganizmusok közé tartoznak a nem sejtes vírusok és azok a mikroszkopikus életformák, amelyek nagyszámú sejtből állnak. Ezek különféle gombák, chlamydobaktériumok, algák, amelyek veszélyesek az emberre (és nem csak).

Alapfogalmak: baktériumok

Mik azok a mikroorganizmusok? A különböző kategóriákhoz különböző magyarázatok léteznek, amelyek lehetővé teszik, hogy kitaláljuk, mi is az érdeklődésre számot tartó életformák csoportja. Például a baktériumokat szokás olyan organizmusoknak nevezni, amelyek csak egy sejtet tartalmaznak. A baktériumok sajátossága a klorofill hiánya. Az ebbe a csoportba tartozó mikroorganizmusok osztályozása - prokarióták. Egyes baktériumok 0,1 mikrométeresek, de vannak, amelyek elérik a 28 mikrométert. Ezen organizmusok formái az élőhelytől függenek. Ő határozza meg a méreteket.

A tudomány által ismert összes baktériumot általában csoportokra osztják:

• cocci (golyók);
• pálcikák (bacilusok, klostrídiumok);
• szálak (chlamydobaktériumok);
• göndör (spirilla stb.).

A mikroorganizmusok osztályozása: bővebben

A Kokkamot gömb, ellipszis, bab, labda alakja jellemzi. Lancetta formájában is megtalálható. Ebbe a csoportba tartozó mikroorganizmusok típusai: diplo-, mikro-, strepto-, tetra-, staphylococcusok, sarcins.

A mikrococcusokat a sejtek véletlenszerűsége jellemzi, de ez a feltétel nem szükséges: megfelelnek azoknak, amelyek csak egy vagy két sejtet tartalmaznak. Mindezeket a mikroorganizmusokat szaprofitáknak tekintik. Élőhelyük a levegő, a víz.

A Diplococcusok szétválnak, és páros coccusokat alkotnak. Tipikus képviselője a provokáló meningitis meningococcus, valamint a gonorrhoea gonococcus forrása. A diplococcusokhoz hasonlóan a csavart streptococcusok is ugyanabban a síkban osztódhatnak, de sajátosságuk a különböző méretű láncok jelenléte. Ezek a mikrobák és baktériumok veszélyesek, különféle betegségeket gerjesztenek, akár halálhoz is vezethetnek.

Mi van még ott?

Mik azok a tetracoccus mikroorganizmusok? Maga a név is az ilyen életformák megkülönböztető jegyéről beszél: a tetra latinul „négyet” jelent. Az ilyen mikroorganizmusok egymásra merőleges síkban képesek osztódni. Az emberek számára viszonylag biztonságosak: eddig kevés tetracoccus által kiváltott betegség ismert.

A szardínia coccusok ismertek. Jellemzőjük a három egymásra merőleges síkban való osztás. Vizuálisan az élőlények báláknak tűnnek. Általában 8-16 sejtet tartalmaznak. E mikroorganizmusok élőhelyei közé tartozik a levegő. Az általuk kiváltott emberi betegségeket a tudomány nem ismeri, ezért jelenleg úgy gondolják, hogy nem is léteznek.

De a staphylococcus mikroorganizmusok jelentőségét a tudósok már régen felfedezték - olyan bőrbetegségeket váltanak ki, amelyek nemcsak az embereket, hanem a különféle állatokat is érintik. Vizuálisan az organizmusok olyanok, mint a klaszterek. A felosztás különböző síkokban érhető el. Általában fürtökben élnek, a forma kaotikus.

botok

A mikroorganizmusok osztályozása szerint ebbe a csoportba tartoznak a baktériumok, bacillusok, klostrídiumok. A szokásos méret 1-6 mikron hosszú, 0,5-2 mikron széles. A rúdbaktériumok nem képeznek spórákat. Veszélyes formák ismertek: bél, tuberkulózis, diftéria és mások. Bacillusok, clostridiumok - spórákat létrehozó mikrobák. Különféle veszélyes (akár végzetes) fertőzéseket váltanak ki: lépfene, szénanátha, tetanusz.

Válasszon rövid pálcákat, hosszú és különböző végű: kerek, éles. A mikroorganizmusok morfológiájának leírása magában foglalja a relatív helyzet tanulmányozását. Ez a paraméter lett a három csoportra osztás alapja:

• páros elrendezés;
• rendszertelen;
• streptobacillusok, streptobaktériumok.

Az első tüdőgyulladást okoz, a második csoport nagyon sokféle betegséget okoz, a harmadik pedig lépfene, lágy chancre.

Ritkábban baktériumok figyelhetők meg, amelyeknek a végein gombóc alakra emlékeztető megvastagodás látható. A mikroorganizmusok jelenlegi osztályozása magában foglalja a pálcikák osztályozását. Ennek a csoportnak a megkülönböztető jellemzője, hogy a bot diftériát és számos alfajt - leprát, tuberkulózist - provokálhat.

Csavart mikroorganizmusok

Az ebbe a csoportba tartozó vibrátorok 14 fordulatba vannak hajlítva, és alakjuk a "," szimbólumhoz hasonló. Ide tartoznak a széles körben elterjedt vibriók: kolera, víz. A csavart mikroorganizmusokkal rokon spirillát egy vagy több fordulatban meghajló hajlítás jellemzi. A tudomány csak egyetlen emberre veszélyes fajt ismer – az szodoku-t provokál. Ezt a betegséget rágcsáló (például patkány) megharapásával kaphatja meg.

A spirocheták dugóhúzószerű mikroorganizmusok, 0,3-1,5 µm hosszúak, 7-500 µm szélesek. Ide tartoznak a szaprofiták és néhány más veszélyes faj is. A mikroorganizmusok tápközege a piszkos vizek, holt tömegek. Három olyan faj ismert, amelyek emberekben betegségeket provokálnak: Borrelia, Leptospira, Treponema.

A csavart mikroorganizmusok általános jellemzői

Az összes fent leírt csoport polimorf. Ez azt jelenti, hogy a külső környezet határozza meg az alakot, a méretet. Jelentősek a következők:

• hőfok;
• a kábítószerek hatása;
• fertőtlenítés jelenléte.

A laboratóriumi diagnózis köteles figyelembe venni a baktériumok változási képességét. Ezenkívül ezek a tulajdonságok befolyásolják a betegségek megelőzésében és kezelésében használt gyógyszerek kifejlesztését, előállítását.

Ne menekülj

Omeljanszkij akadémikus egyszer azt írta, hogy a mikrobák láthatatlanok, de mindig az ember mellett vannak, mint a barátok és az ellenségek. Ezek a mikroszkopikus életformák kitöltik a levegőt, a talajt, a vizet, benne vannak az emberi testben, bármilyen állatban. Némelyik emberi javára is felhasználható, ami különösen igaz az élelmiszeriparra, de sok halálos, mivel betegségeket provokál. A mikrobák miatt az élelmiszer megromolhat.

A mikrobákat először a 17. században fedezték fel, amikor 200-szoros nagyítású lencséket lehetett tervezni. A mikrokozmosz lenyűgözte a tudóst, aki először látta, a holland Leeuwenhoeket. Nem sokkal később a kutatást Pasteur folytatta, aki feltárta a mikroszkopikus élet létfontosságú tevékenységének sajátosságait. Például meg lehetett magyarázni az alkohol erjedését, egyes emberi betegségeket. Aztán feltalálták az első vakcinát. Az első betegségek, amelyeket ezzel a módszerrel legyőztek, a lépfene és a veszettség voltak.

Különleges jellemzők: mikrobák

Ebbe a csoportba tartoznak a (többnyire egy sejtből álló) organizmusok, amelyek csak nagy nagyítással láthatók. A tudomány által ismert legtöbb mikroba mérete egy ezredmillimétertől a mikrométer ezredrészéig terjed. Ennek az életformának hatalmas számú faja létezik. Különböző mikrobák létezhetnek különböző környezetben. Vannak kategóriák:

• baktériumok;
• fágok;
• gombák;
• élesztő;
• vírusok.

Van egy osztályozás is:

• mikoplazmák;
• rickettsia;
• protozoák.

Mikroszkópikus élet: Spóraképződés

A folyamat nem egyszerű, a spórák egyáltalán nem azonosak egy baktériumsejttel. A spórákat sűrű héj védi, amelyben kis mennyiségű folyadék található. A spóráknak nincs szüksége tápanyagra, a szaporodási folyamatok lefagynak. Ez az életforma hosszú ideig létezik a legkellemetlenebb körülmények között is: nulla alatti hőmérsékleten, hőségben vagy szárításban. Egyes viták évtizedekig, évszázadokig életképesek. A tetanust, lépfenét és botulizmust kiváltó mikroorganizmusok veszélyesek. Amint a környezet kényelmessé válik a létezéshez, a spórák növekednek és szaporodni kezdenek.

Baktériumok: szerkezet

A normál baktériumsejt membránból és nyálkahártyából áll, gyakran kapszulát alkotva. Belül - a citoplazma, membránnal védett. A citoplazma színtelen fehérje kolloid formában. A citoplazma belsejében - riboszómák, sejtmag, DNS. A sejt itt tárolja a tápanyagokat.

Vannak baktériumok, amelyek képesek mozogni. Ehhez a természet vékony szálakkal, úgynevezett flagellákkal ruházta fel őket. A zsinórok forognak, ami új élőhelyre löki a baktériumot. Némelyiknek köteg, másoknak egyetlen szála van. Vannak olyan baktériumok, amelyekben az érszorító a teljes felületen található. Leggyakrabban az érszorítókat pálcákban, csavart formában figyelik meg. De a flagella coccusai nagy mennyiségben hiányoznak, ezért az ilyen típusú mikroszkopikus élet mozdulatlan.

Szaporodás - osztás. Néhányan 15 percenként osztódnak, így a telep növekedése gyors. Ez leggyakrabban tápanyagokkal dúsított élelmiszereknél figyelhető meg.

Ez a mikroszkopikus élet más csoportjaitól eltérően meglehetősen specifikus. A tudomány által ismert vírusok mérete 8 és 150 nm között van. Csak a modern nagyítási rendszerrel - elektronmikroszkóppal - vizsgálják őket. Némelyik fehérjét és savat tartalmaz. A mikroszkopikus organizmusok számos betegséget provokálnak, köztük - kanyarót, hepatitist. Megfertőzheti az állatokat, pestist, egyéb betegségeket, beleértve a nagyon veszélyes ragadós száj- és körömfájást is.

A tudomány által ismert bakteriális vírusokat „bakteriofágok” elnevezéssel jelölik, de a „mikofágok” gombák ellen dolgoznak. Az előbbi mindenhol megtalálható, ahol mikroszkopikus élet fordul elő. Kiváltják a mikroba pusztulását, ezért terápiás, profilaktikus célokra használják, fertőzések ellen is hatásosak.

Rickettsia és gomba

A gomba is egy nagyon érdekes mikroorganizmuscsoport. Jellemzőjük a klorofill hiánya. Egy ilyen életforma nem képes szerves anyagot termelni, de szüksége van rá a létezéshez. Ez határozza meg azokat a szubsztrátumokat, amelyeken a gombák életben maradhatnak: a környezetnek tápanyagban gazdagnak kell lennie. A gombák megfertőzik az embereket, rovarok, állatok, sőt növények betegségeit is provokálják. Ők hívják fel a burgonya számunkra ismerős legkellemetlenebb betegségeit - a rákot, a késői fertőzést.

A gombasejtek vakuólumból, sejtmagból állnak. Vizuálisan hasonló a növényi sejtekhez. Forma: hosszú ágak. A sejt összefont szálakból áll, amelyeket a tudósok hifának neveznek. Hyphae - építőanyag a micéliumhoz, sejtekből áll (1-2 sejtmaggal). Ismeretesek azonban a micéliumok, amelyek egy sejt nagyszámú maggal. Ezeket nem sejtesnek nevezzük. A gombaszedő a termőtest növekedésének alapja. Ismertek azonban olyan gombák, amelyek egy sejtből állnak, és nincs szükségük micéliumra.

Gomba: jellemzők

A tudomány a gombák szaporodásának különböző módjait ismeri. Az egyik a hifák felosztása, vagyis a vegetatív módszer. A legtöbb gomba spórákkal szaporodik, és az osztódás ivaros, ivartalan. A spórák a legellenszenvesebb környezetben is fennmaradhatnak évszázadokig. Az érett spórák nagy távolságokat „utaznak” hordozóanyag segítségével a csírázás előtt. Amint a spóra tápanyagban gazdag közegben van, kicsírázik, megjelennek a filamentumok, a micélium.

A tudomány által ismert számos gomba a penészgombák közé tartozik. Természetes körülmények között számos helyen megtalálhatók. A mikroorganizmusok különösen szívesen csíráznak az élelmiszereken. Könnyen láthatóak - színes bevonat jelenik meg. Leggyakrabban a mindennapi életben egy személy nyálkahártya gombákkal találkozik, amelyek fehér, meglehetősen bolyhos masszát alkotnak. Ha a zöldségeket "puha" rothadás borítja, valószínűleg itt jelent meg a rizopus. De ha vékony filmréteg van a körtén, almán, akkor valószínűleg a botritisben van az oka. A penészgombát gyakran penicillium mikroorganizmusok provokálják.

Veszély és haszon

A gombák nemcsak az ételt rontják, hanem mérgezik is. Erre képesek a mikotoxinokat termelő mikroorganizmusok: Fusarium, Aspergillus.

Az ember számára hasznos gombák azonban ismertek. Meglehetősen széles körben használják gyógyszerek, élelmiszerek gyártásában. Így a penicillium nélkülözhetetlen a penicillin, a betegségek széles körében használt antibiotikum gyártásában. Nem nélkülözheti a nemes, drága sajtok - Roquefort, Camembert - gyártásában. Az Aspergillus enzimkészítményekhez szükséges, citromsav előállításához használják.

gomba baktériumok

A tudósok által felfedezett mikroszkopikus organizmusok másik érdekes csoportja az aktinomicéták. Vannak bennük gombákra jellemző tulajdonságok, ugyanakkor baktériumok jelei is vannak. Az elsővel a szaporodási módszer, a micélium, a hifák jelenléte köti össze őket. Közös jellemzők a baktériumokkal - a szerkezet jellemzője, a biokémia.

Élesztő

Végül, az élesztő olyan mikroszkopikus szervezetek, amelyek egyetlen sejtből állnak. Az élesztő nem tud mozogni, 10-15 mikronra nő. Többnyire oválisak, kerekek, de előfordulnak rúd, sarló formájában is. Alkalmanként még a citromhoz hasonló alakkal is találkozhatunk. A sejtszerkezet hasonló a gombákéhoz, van vakuólum, sejtmag. Az élesztőgombák osztódnak, spórákat képeznek és bimbózással szaporodnak.

Természetes körülmények között sokféle élesztő található. Növényeken élnek, talajban, élelemben, hulladékban esznek – ahol van cukor. Az élelmiszerekben az élesztő romlást okoz, mivel a termékek megsavanyodnak és erjedni kezdenek. Vannak olyan formák is, amelyek szén-dioxidot, alkoholt termelnek cukorból. Az emberek régóta aktívan használják őket alkoholos italok gyártására. Vannak olyan élesztőfajták is, amelyek veszélyesek az emberi egészségre - ezek candidiasist provokálnak. A mai napig nagy nehézséget jelent a parazita gombák elleni küzdelem, a candidiasis egyes formái akár halálhoz is vezethetnek (például szisztémás).