Baktériumok. A mikroorganizmusok felépítése Adja meg a baktériumok fogalmát és osztályozásukat!
2.2. A baktériumok osztályozása és morfológiája
A baktériumok osztályozása... A baktériumok nemzetközi kódexének határozata a következő taxonómiai kategóriákat javasolta: osztály, osztály, rend, család, nemzetség, faj. A fajnév a bináris nómenklatúrának felel meg, azaz két szóból áll. Például a szifilisz kórokozóját úgy írják le Treponema pallidum. Az első szó be van kapcsolva
a nemzetség címét nagybetűvel írják, a második szó fajt jelöl, és kisbetűvel írják. A faj ismételt említésekor a generikus név a kezdőbetűre rövidül, például: T.pallidum.
A baktériumokat a prokarióták közé sorolják, azaz. pre-nukleáris szervezetek, mivel primitív magjuk van héj nélkül, nukleolusz, hisztonok. és a citoplazmában nincsenek erősen szervezett organellumok (mitokondriumok, Golgi apparátus, lizoszómák stb.)
Burgey régi, szisztematikus bakteriológiai útmutatójában a baktériumokat 4 részre osztották a bakteriális sejtfal jellemzői szerint: Gracilicutes - vékony sejtfalú, gram-negatív eubaktériumok; Cégek - vastag sejtfalú eubaktériumok, gram-pozitívak; Tenericutes - sejtfal nélküli eubaktériumok; Mendosicutes - hibás sejtfalú archaea.
Minden osztályt szekciókra vagy csoportokra osztottak a Gram-foltosság, a sejt alakja, az oxigénigény, a mobilitás, az anyagcsere és a táplálkozási jellemzők szerint.
Az Útmutató 2. kiadása (2001) szerintBurgey, a baktériumok 2 tartományra oszthatók:"Baktériumok" és "Archaea" (2.1. táblázat).
Asztal. Domain jellemzőiBaktériumokésArchaea
|
Tartomány"baktériumok"(eubaktériumok) |
TartományArchaea "(archebacteriumok) |
|
A "baktériumok" tartományban megkülönböztethető a következő baktériumok: 1) vékony sejtfalú baktériumok, gram-negatívak *; 2) vastag sejtfalú baktériumok, gram-pozitívak **; 3) baktériumok béta-sejtfala (Mollicutes osztály - mycoplasma) |
Az archibaktériumok nem tartalmaznak peptidoglikánt a sejtfalban. Speciális riboszómáik és riboszomális RNS-eik (rRNS) vannak. Az "archebacteria" kifejezés 1977-ben jelent meg. Ez az élet egyik ősi formája, amint azt az "arche" előtag is jelzi. Nincs köztük fertőző ágens. |
* Vékony falú gram-negatív eubaktériumok között különbséget tesz:
gömb alakú formák vagy coccusok (gonococcusok, meningococcusok, veilonella);
csavart formák - spirocheták és spirillák;
rúd alakú formák, beleértve a rickettsiát is.
** Vastag falú gram-pozitív eubaktériumokhoz tartalmazza:
gömb alakú formák vagy coccusok (staphylococcusok, streptococcusok, pneumococcusok);
rúd alakú formák, valamint aktinomyceták (elágazó, fonalas baktériumok), corynebacteriumok (klávbaktériumok), mikobaktériumok és bifidobaktériumok (2.1. ábra).
A legtöbb gram-negatív baktérium egyfajta proteobaktériumba sorolható. a riboszómális RNS hasonlósága alapján "Proteobaktériumok" - a görög Proteus istenről nevezték el. különféle formákat öltve). Az általános fotoszintézisből jelentek meg. tic őse.
A Gram-pozitív baktériumok a riboszomális RNS vizsgált szekvenciái szerint külön filogenetikai csoportot alkotnak, két nagy felosztással - magas és alacsony aránnyal. G+ C (genetikai hasonlóság). A proteobaktériumokhoz hasonlóan ez a csoport metabolikusan változatos.
a domainhez"Baktériumok»22 típust tartalmaz, ebbőlOrvosi szempontból fontosak a következők:
TípusúProteobaktériumok
Osztály Alfaproteobaktériumok. Szülés: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Osztály Betaproteobaktériumok. Szülés: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Osztály Gammaproteobaktériumok. Szülés: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serrateersia, Shigella
Osztály Deltaproteobaktériumok. Nemzetség: Bilophila
Osztály Epszilonproteobaktériumok. Szülés: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
TípusúFirmikusok (a főútgrampolo zhivnye)
Osztály Clostridia. Szülés: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gramnegatív)
Osztály Mollicutes. Szülés: Mycoplasma, Ureaplasma
Osztály Bacillusok. Szülés: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
TípusúActinobacteriumok
Osztály Actinobacteriumok. Szülés: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
TípusúClamydiae
Osztály Clamydiae. Szülés: Clamydia, Clamydophila
TípusúSpirocheták
Osztály Spirochaetes. Szülés: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Bacteroidetes típus
Osztály Bakterioidák. Szülés: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Osztály Flavobaktériumok. Szülés: Flavobacterium
A baktériumok sejtfal szerkezeti sajátosságai szerint való osztódása a Gram-módszer szerint színük lehetséges változékonyságával függ össze egy adott színben. A H. Gram dán tudós által 1884-ben javasolt módszer szerint a festési eredményektől függően a baktériumokat Gram-pozitívra osztják, amely kék-lilával festődik, és Gram-negatívra, amely vörösre festődik. Kiderült azonban, hogy az úgynevezett Gram-pozitív típusú (vastagabb, mint a Gram-negatív baktériumoké) sejtfalú baktériumok, például a Mobiluncus nemzetségbe tartozó baktériumok és néhány spóraképző baktérium a szokásos gram helyett. -pozitív szín, Gram-negatív színű. Ezért a baktériumok taxonómiája szempontjából a sejtfalak szerkezetének és kémiai összetételének jellemzői nagyobb jelentőséggel bírnak, mint a Gram-festés.
2.2.1. A baktériumok formái
A baktériumoknak számos fő formája létezik (lásd a 2.1. ábrát) - a baktériumok kokcoid, rúd alakú, tekercses és elágazó, fonalas formái.
Gömb alakú formák vagy coccusok,- 0,5-1,0 mikron méretű gömbszerű baktériumok *, amelyek kölcsönös elrendezéssel mikrococcusokra, diplococcusokra, streptococcusokra, tetracoccusokra, sarcinokra oszlanak és staphylococcusok.
Mikrococcusok(a görögből. mikros - kicsi) - külön elhelyezkedő sejtek.
Diplococcusok(a görögből. diploos - kettős), vagy páros coccusok, párokba rendeződnek (pneumococcus, gonococcus, meningococcus), mivel a sejtek nem térnek el az osztódás után. Pneumococcus (a tüdőgyulladás kórokozója) ellentétes oldalán lándzsa alakú, ill gonococcus(a gonorrhoea kórokozója) és a meningococcus (a járványos agyhártyagyulladás kórokozója) kávébab alakúak, amelyek homorú felülettel néznek egymás felé.
Streptococcusok(a görögből. streptos - lánc) - lekerekített vagy hosszúkás alakú sejtek, amelyek láncot alkotnak a sejtosztódás miatt egy síkban és a köztük lévő kapcsolat megőrzése az osztódás helyén.
Sarcinas(a lat. sarcina - köteg, bála) 8 vagy több coccusból álló csomagok formájában vannak elrendezve, mivel a sejtosztódás során három egymásra merőleges síkban jönnek létre.
Staphylococcusok(a görögből. stafil - szőlőfürt) - cocci, szőlőfürt formájában rendeződött el a különböző síkokba való osztás eredményeként.
Rúd alakú baktériumok különböznek méretükben, a sejtek végének alakjában és a sejtek kölcsönös elrendezésében. A cellák hossza 1,0-10 µm, vastagsága 0,5-2,0 µm. A coli lehet helyes (E. coli stb.) és helytelen (corynebacterium és stb.) formák, beleértve az elágazást, például az aktinomycetákban. A legkisebb rúd alakú baktériumok a rickettsia.
A pálcikák végei levághatók (anthrax bacillus), lekerekítettek (Escherichia coli), hegyesek (fuzobaktériumok) vagy megvastagodás formájában. Ez utóbbi esetben a bot úgy néz ki, mint egy buzogány (corynebacterium diphtheria).
Az enyhén ívelt rudakat vibrióknak (Vibrio cholerae) nevezik. A legtöbb pálcika alakú baktérium véletlenszerűen helyezkedik el, mivel osztódás után a sejtek szétválnak. Ha az osztódás után a sejtek kapcsolatban maradnak -
a sejtfal közös töredékeivel és nem térnek el egymástól, akkor egymással szögben helyezkednek el (corynebacterium diphtheria), vagy láncot alkotnak (antrax bacillus).
Kanyargós formák- például spirálbaktériumok spirilla, dugóhúzó-szerű csavart cellák megjelenésével. A patogén spirillum magában foglalja a sodoku (patkányharapásos betegség) kórokozóját. A Crimped magában foglalja a bütyök-pylobaktériumokat és a helicobaktériumokat is, amelyek rendelkeznek kanyarodik mint a repülő sirály szárnya; a baktériumok, például a spirocheták is közel állnak hozzájuk. Spirochetes- vékony, hosszú, hullámos
spirál alakú) baktériumok, amelyek a sejtek flexiós változásai miatt mobilitásban különböznek a spirillától. A spirocheták egy külső membránból állnak
sejtfal) protoplazma hengert körülvevő citoplazma membránnal és axiális filamentummal (axistil). Az axiális filamentum a sejtfal külső membránja alatt helyezkedik el (a periplazmában), és mintegy a spirocheta protoplazmatikus hengere körül csavarodik, így spirális formát ad (a spirocheták elsődleges fürtjei). Az axiális filamentum periplazmatikus fibrillákból, bakteriális flagella analógokból áll, és egy flagellin nevű kontraktilis fehérje. A rostok a sejt végeihez kapcsolódnak (2.2. ábra), és egymás felé irányulnak. A fibrillák másik vége szabad. A fibrillumok száma és elhelyezkedése fajonként eltérő. A rostok részt vesznek a spirocheták mozgásában, rotációs, flexiós és transzlációs mozgást biztosítva a sejteknek. Ebben az esetben a spirocheták hurkokat, fürtöket, hajlatokat képeznek, amelyeket másodlagos fürtöknek neveznek. Spirochetes
a festékeket rosszul érzékelik. Általában Romanovsky-Giemsa szerint vagy ezüstözve vannak festve. Élő formában a spirocétákat fáziskontraszt vagy sötétmezős mikroszkóppal vizsgálják.
A spirochetákat 3 nemzetség képviseli, amelyek patogén az emberek számára: Treponema, Borrelia, Leptospira.
Treponema(Treponema nemzetség) vékony dugóhúzó-szerű csavart szálak, 8-12 egységes kis fürtökkel. A treponémák protoplasztja körül 3-4 rost (flagella) található. A citoplazma citoplazmatikus szálakat tartalmaz. A kórokozók képviselői T.pallidum - a szifilisz kórokozója, T.pertenue - trópusi betegség kórokozója a fram-bezia. Vannak szaprofiták is - az emberi száj lakói, a tározók iszapja.
Borrelia(nemzetség Borrelia), a treponemákkal ellentétben hosszabbak, 3-8 nagy fürtjük és 7-20 rostjuk van. Ezek közé tartozik a visszaeső láz kórokozója (V.recurrentis) és a Lyme-kór kórokozói (V.burgdorferi satöbbi.).
Leptospira(nemzetség Leptospira) sekély és gyakori fürtök vannak - csavart kötél formájában. Ezeknek a spirochetáknak a végei íveltek, mint a megvastagodott végű horgok. Másodlagos fürtöket képezve betűk formájában vannak S vagy együtt; 2 axiális szála van (flagella). A kórokozó képviselője L. ban ben terrogánok vízzel vagy étellel lenyelve leptospirózist okoz, ami vérzések és sárgaság kialakulásához vezet.
a citoplazmában, néhány pedig a fertőzött sejtek magjában. Ízeltlábúakban élnek (tetvek, bolhák, kullancsok), amelyek gazdáik vagy hordozóik. A Rickettsiae nevüket H. T. Ricketts amerikai tudósról kapta, aki először írta le az egyik kórokozót (Rocky Mountain foltos láz). A rickettsia alakja és mérete a növekedési körülményektől függően változhat (szabálytalan alakú, fonalas sejtek). A rickettsia szerkezete nem különbözik a gram-negatív baktériumokétól.
A riketsiák metabolizmusa független a gazdasejttől, de lehetséges, hogy makroerg vegyületeket kapnak a gazdasejttől szaporodásukhoz. A kenetekben és a szövetekben Romanovsky-Giemsa, Macchiavell-Zdrodovsky szerint festődnek (a rickettsia vörös, a fertőzött sejtek kékek).
Emberben a rickettsiák járványos tífuszt okoznak (Rickettsia prowazekii), kullancs által terjesztett rickettsiosis (R. sibirica), Rocky Mountain foltos láz (R. rickettsii) és egyéb rickettsiosisok.
Az elemi testek endocitózissal jutnak be a hámsejtekbe, intracelluláris vakuólum képződésével. A sejtek belsejében megnagyobbodnak és osztódó retikuláris testekké alakulnak, vakuolákban (zárványokban) képződnek. A retikuláris testekből elemi testek jönnek létre, amelyek exocitózissal vagy sejtlízissel hagyják el a sejteket. Kijönni
az elemi testsejtek új ciklusba lépnek, megfertőzve más sejteket (16.11.1. ábra). Emberben a chlamydiae károsítja a szemet (trachoma, kötőhártya-gyulladás), az urogenitális traktusban, a tüdőben stb.
Actinomycetes- elágazó, fonalas vagy rúd alakú Gram-pozitív baktériumok. A neve (a görögből. actis - Ray, mykes - gomba) kaptak az érintett szövetekben kialakuló drusen miatt - szorosan összefonódó szálak szemcséi, amelyek sugarak formájában nyúlnak ki a központból és lombikszerű megvastagodásban végződnek. Az aktinomyceták a gombákhoz hasonlóan micéliumot képeznek - fonalszerűen összefonódó sejteket (hifákat). Szubsztrát micéliumot képeznek, amely a sejtek tápközegbe való benövése eredményeként jön létre, és légmicéliumot, amely a táptalaj felszínén nő. Az aktinomyceták a micélium feldarabolásával a rúd alakú és coccoid baktériumokhoz hasonló sejtekre osztódhatnak. Az aktinomyceták légi hifáin spórák képződnek, amelyek a szaporodást szolgálják. Az Actinomycete spórái általában nem hőállóak.
Az aktinomicétákkal közös filogenetikai ágat az úgynevezett nocardi-szerű (nocardioform) aktinomicéták alkotják, amelyek rúd alakú, szabálytalan alakú baktériumok gyűjtő csoportja. Egyéni képviselőik elágazó formákat alkotnak. Ide tartoznak a nemzetséghez tartozó baktériumok Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. A nocardia-szerű aktinomicétákat az arabinóz és a galaktóz cukrok, valamint a mikolsav és a nagy mennyiségű zsírsav jelenléte különbözteti meg a sejtfalban. A sejtfalak mikolsavai és lipidjei meghatározzák a baktériumok savállóságát, különös tekintettel a tuberkulózis és lepra mikobaktériumaira (Ziehl-Nelsen szerint festve pirosak, a nem saválló baktériumok és szövetelemek pedig kékek) .
A kórokozó aktinomikéták aktinomikózist, nocardiát - nocardiózist, mycobacteriumot - tuberkulózist és leprát, corynebacteriumot - diftériát okoznak. A talajban elterjedtek az aktinomyceták szaprofita formái és a nocardia-szerű aktinomyceták, sok közülük antibiotikum termelő.
Sejtfal- erős, rugalmas szerkezet, amely határozott formát kölcsönöz a baktériumoknak, és az alatta lévő citoplazmatikus membránnal együtt „visszatartja” a magas ozmotikus nyomást a baktériumsejtben. Részt vesz a sejtosztódás folyamatában és a metabolitok szállításában, receptorai vannak bakteriofágokhoz, bakteriocinokhoz és különféle anyagokhoz. A Gram-pozitív baktériumok legvastagabb sejtfala (2.4. és 2.5. ábra). Tehát, ha a Gram-negatív baktériumok sejtfalának vastagsága körülbelül 15-20 nm, akkor a Gram-pozitív baktériumokban elérheti az 50 nm-t vagy még többet is.
Mycoplasma- kis baktériumok (0,15-1,0 mikron), amelyeket csak a citoplazmatikus membrán vesz körül. Az osztályhoz tartoznak Mollicutes, szterolokat tartalmaznak. A sejtfal hiánya miatt a mikoplazmák ozmotikusan érzékenyek. Különböző formájúak: coccoid, fonalas, lombik alakúak. Ezek a formák a tiszta mikoplazmakultúrák fáziskontrasztmikroszkópos vizsgálatakor láthatók. Sűrű táptalajon a mikoplazmák tükörtojásra emlékeztető kolóniákat alkotnak: a középső átlátszatlan részt a táptalajba merülve, az áttetsző perifériát pedig kör alakban.
A mikoplazmák SARS-t okoznak emberekben (Mycoplasma pneumoniae) és az urogenitális traktus elváltozásai (M.homi- nis satöbbi.). A mikoplazmák nemcsak állatokban, hanem növényekben is betegségeket okoznak. A nem patogén képviselők meglehetősen elterjedtek.
2.2.2. Bakteriális sejtszerkezet
A baktériumok szerkezetét jól tanulmányozták teljes sejtek és ultravékony metszeteik elektronmikroszkópos vizsgálatával, valamint egyéb módszerekkel. A baktériumsejtet sejtfalból és citoplazmatikus membránból álló membrán veszi körül. A burok alatt található a protoplazma, amely zárványokkal ellátott citoplazmából és egy nukleoidnak nevezett magból áll. Vannak további struktúrák: kapszula, mikrokapszula, nyálka, flagella, pili (2.3. ábra). Egyes baktériumok kedvezőtlen körülmények között spórákat képezhetnek.
A gram-pozitív baktériumok sejtfalában kis mennyiségű poliszacharidot, lipidet, fehérjét tartalmaz. E baktériumok sejtfalának fő összetevője egy többrétegű peptidoglikán (mu-rein, mukopeptid), amely a sejtfal tömegének 40-90%-át teszi ki. Teichoin savak (a görögből. teichos - fal), melynek molekulái 8-50 glicerin- és ribitolmaradékból álló láncok, amelyeket foszfáthidak kötnek össze. A baktériumok alakját és erejét egy többrétegű, térhálós peptidkötésű peptidoglikán merev rostos szerkezete adja.
A peptidoglikánt párhuzamos molekulák képviselik glikán... N-acetil-glükózamin és N-acetil-muraminsav ismétlődő, glikozidos kötéssel összekapcsolt maradékaiból áll. Ezeket a kötéseket a lizozim, amely egy acetil-muramidáz bontja meg. A glükánmolekulák az N-acetil-muraminsavon keresztül kapcsolódnak össze négy aminosavból álló keresztpeptidkötéssel ( tetrapeptid). Innen származik a polimer neve - peptidoglikán.
A peptidoglikán peptidkötése a gram-negatív baktériumokban váltakozó L- és D-aminosavakból álló tetrapeptideken alapul, például: L-alanin - D-glutaminsav - mezo-diaminopimelinsav - D-alanin. Van E.coli (gram-negatív baktérium) peptidláncok az egyik lánc D-alaninján és a mezo-diaminopimeli-n keresztül kapcsolódnak egymáshoz.
az új sav más. A Gram-negatív baktériumok peptidoglikánja peptid részének összetétele és szerkezete stabil, ellentétben a Gram-pozitív baktériumok peptidoglikánjával, amelynek aminosavai összetételükben és sorrendjükben eltérőek lehetnek. A Gram-pozitív baktériumok peptidoglikán-tetrapeptidjei 5 aminosavból álló polipeptidláncokkal kapcsolódnak egymáshoz
glicin (pentaglicin). A mezo-diamino-pimelinsav helyett gyakran lizint tartalmaznak. A glükán elemek (acetil-glükózamin és acetil-muraminsav) és a tetrapeptid aminosavak (mezo-diaminopimelinsav és D-glutaminsav, D-alanin) a baktériumok megkülönböztető jellemzői, mivel állatokban és emberekben hiányoznak.
A gram-pozitív baktériumok azon képessége, hogy a Gram-festés során az enciánibolyát jóddal komplexben tartják (a baktériumok kékeslila színe), a többrétegű peptidoglikánnak a festékkel kölcsönhatásba lépő tulajdonságával függ össze. Ezenkívül a bakteriális kenet ezt követő alkohollal történő kezelése a peptidoglikán pórusainak szűkülését okozza, és ezáltal visszatartja a festéket a sejtfalban. A Gram-negatív baktériumok alkohollal való érintkezés után elvesztik színezéküket, ami az alacsonyabb peptidoglikán mennyiségnek köszönhető (a sejtfal tömegének 5-10%-a); alkohollal elszíneződnek, és fukszinnal vagy szafraninnal kezelve kipirosodnak.
V Gram-negatív baktériumok sejtfalösszetétele bejut a külső membránba, lipoprotein köti az alatta lévő peptidoglikán réteghez (2.4. és 2.6. ábra). A baktériumok ultravékony metszeteinek elektronmikroszkópos vizsgálata során a külső membrán hullámszerű háromrétegű szerkezetnek tűnik, hasonlóan a belső membránhoz, amelyet citoplazmatikusnak neveznek. Ezeknek a membránoknak a fő összetevője egy bimolekuláris (kettős) lipidréteg.
A külső membrán egy mozaik szerkezet, amelyet lipopoliszacharidok, foszfolipidek és fehérjék képviselnek. Belső rétegét foszfolipidek képviselik, a külső rétegben található lipopoliszacharid(LPS). Így a külső membrán aszimmetrikus. A külső membrán LPS-e három fragmensből áll:
lipid A - konzervatív szerkezet, gyakorlatilag ugyanaz a gram-negatív baktériumokban;
mag, vagy mag, kéregrész (lat. mag - mag), viszonylag konzervált oligoszacharid szerkezet;
nagyon variábilis O-specifikus poliszacharid lánc, amely azonos oligoszacharid szekvenciák ismétlődéséből alakul ki.
Az LPS-t a lipid A "rögzíti" a külső membránban, amely meghatározza az LPS toxicitását, és ezért endotoxinnal azonosítják. A baktériumok antibiotikumok általi elpusztítása során nagy mennyiségű endotoxin szabadul fel, ami endotoxikus sokkot okozhat a betegben. A lipid A elhagyja a sejtmagot vagy az LPS mag részét. Az LPS mag legállandóbb része a keto-dezoxioktonsav (3-dezoxi-O-man-no-2-oktulozonsav). Az LPS-molekula magrészéből kinyúló O-specifikus lánc meghatározza egy adott baktériumtörzs szerocsoportját, szerovariáját (az immunszérum által kimutatott baktériumtípus). Így az LPS fogalma összekapcsolódik az O-antigén fogalmával, amellyel a baktériumok megkülönböztethetők. A genetikai változások hibákhoz, a bakteriális LPS "lerövidüléséhez" vezethetnek, és ennek eredményeként az R-formák "durva" kolóniáihoz vezethetnek.
A külső membrán mátrixfehérjéi áthatolnak rajta oly módon, hogy a porinoknak nevezett fehérjemolekulák határolják a hidrofil pórusokat, amelyeken keresztül víz és kis, legfeljebb 700 Da relatív tömegű hidrofil molekulák haladnak át.
A külső és a citoplazmatikus membrán között található a periplazmatikus tér vagy periplazma, amely enzimeket (proteázokat, lipázokat, foszfatázokat,
nukleázok, béta-laktamázok), valamint a transzportrendszerek összetevői.
Ha a bakteriális sejtfal szintézise lizozim, penicillin, a test védőfaktorai és más vegyületek hatására megzavarodik, megváltozott (gyakran gömb alakú) sejtek képződnek: a protoplasztok olyan baktériumok, amelyek teljesen mentesek a sejtfaltól; A szferoplasztok részben megőrzött sejtfalú baktériumok. A sejtfal-inhibitor eltávolítása után az ilyen megváltozott baktériumok megfordulhatnak, azaz teljes sejtfalat kaphatnak és visszaállíthatják eredeti formájukat.
Azokat a szfero- vagy protoplaszt típusú baktériumokat, amelyek elvesztették a peptidoglikán szintézisét antibiotikumok vagy más tényezők hatására, és képesek szaporodni, L-formáknak nevezzük (a D. Lister Intézet nevéből, ahol először tanulmányozták őket ). Az L-formák mutációk következtében is kialakulhatnak. Ozmotikusan érzékeny, gömb alakú, lombik alakú, különböző méretű sejtek, beleértve azokat is, amelyek baktériumszűrőkön mennek át. Egyes L-formák (instabilok) a baktériumok változásához vezető faktor eltávolítása után megfordulhatnak, és „visszatérhetnek” az eredeti baktériumsejthez. Az L-formák számos fertőző betegség kórokozóját képezhetik.
Citoplazma membránok ana ultravékony metszetek elektronmikroszkópos vizsgálatakor ez egy háromrétegű membrán (2, egyenként 2,5 nm vastag sötét réteget világos - köztes) választ el. Szerkezetében (lásd a 2.5. és 2.6. ábrát) hasonló az állati sejtek plazmalemmájához, és kettős lipidrétegből, főleg foszfolipidekből áll, beágyazott felülettel és integrált fehérjékkel, mintha áthatolna a membrán szerkezetén. Ezek egy része az anyagok szállításában részt vevő permeáz.
A citoplazmatikus membrán egy dinamikus szerkezet, mozgatható komponensekkel, ezért mobil folyadékszerkezetként jelenik meg. A baktériumok citoplazmájának külső részét veszi körül, és részt vesz az ozmotikus nyomás szabályozásában
a sejt anyagszállítása, energia-anyagcseréje (az elektrontranszport lánc enzimei, adenozin-trifoszfatáz stb. miatt).
Túlzott növekedés esetén (a sejtfal növekedéséhez képest) a citoplazmatikus membrán invaginátumokat képez - invaginációk bonyolultan csavart membránstruktúrák, úgynevezett mezoszómák formájában. A kevésbé bonyolultan csavarodott szerkezeteket intracitoplazmatikus membránoknak nevezzük. A mezoszómák és az intracitoplazmatikus membránok szerepe nem teljesen ismert. Még azt is feltételezik, hogy ezek egy elektronmikroszkópos készítmény előkészítése (rögzítése) után keletkező műtermékek. Ennek ellenére úgy gondolják, hogy a citoplazma membrán származékai részt vesznek a sejtosztódásban, energiát adva a sejtfal szintéziséhez, részt vesznek az anyagok kiválasztásában, a sporulációban, vagyis a nagy energiafelhasználású folyamatokban.
A citoplazma a baktériumsejt nagy részét elfoglalja, és oldható fehérjékből, ribonukleinsavakból, zárványokból és számos kis granulumból áll - a fehérjék szintéziséért (transzlációjáért) felelős riboszómákból.
A bakteriális riboszómák mérete körülbelül 20 nm, ülepedési együtthatója pedig 70S, ellentétben az eukarióta sejtekre jellemző SOS riboszómákkal. Ezért egyes antibiotikumok a bakteriális riboszómákhoz kötődve elnyomják a bakteriális fehérjeszintézist anélkül, hogy befolyásolnák az eukarióta sejtek fehérjeszintézisét. A bakteriális riboszómák két alegységre - 50S és 30S - disszociálhatnak. A riboszómális RNS-ek (rRNS-ek) a baktériumok konzervatív elemei (az evolúció „molekuláris órája”). A 16S rRNS a riboszómák kis alegységének, a 23S rRNS pedig a riboszómák nagy alegységének része. A 16S rRNS vizsgálata a genoszisztematika alapja, lehetővé téve az élőlények rokonsági fokának felmérését.
A citoplazma különféle zárványokat tartalmaz glikogén, poliszacharidok, béta-hidroxi-vajsav és polifoszfátok (volutin) granulátum formájában. Felhalmozódnak, ha tápanyagfelesleg van a környezetben és
tartalék anyagok szerepét töltik be a táplálkozásban és az energiaszükségletben.
A Volutin affinitást mutat az alapfestékekhez, és speciális festési módszerekkel (például Neisser szerint) könnyen kimutatható metakromatikus granulátum formájában. A toluidin kék vagy metilénkék esetében a volutin vörös-ibolya színű, a baktérium citoplazmája pedig kék. A diftéria bacillusban a volutin szemcsék jellegzetes elrendeződése intenzíven festődő sejtpólusok formájában mutatkozik meg. A volutin metakromatikus elszíneződése a polimerizált szervetlen polifoszfát magas tartalmához kapcsolódik. Az elektronmikroszkópiában 0,1-1,0 mikron méretű elektronsűrű szemcséknek tűnnek.
Nukleoid- a sejtmag megfelelője a baktériumokban. A baktériumok központi zónájában található, kettős szálú DNS formájában, gyűrűbe zárva és szorosan, mint egy labda. A baktériumok magjában, az eukariótáktól eltérően, nincs nukleáris burok, sejtmag és bázikus fehérjék (hisztonok). Általában egy baktériumsejt egy kromoszómát tartalmaz, amelyet egy zárt gyűrűs DNS-molekula képvisel, és ha az osztódás megzavarodik, 4 vagy több kromoszóma konvergálhat benne. A nukleoidot fénymikroszkóppal detektáljuk festés után DNS-specifikus módszerekkel: Fehlgen vagy Romanovsky-Giemsa szerint. A baktériumok ultravékony metszeteinek elektrondiffrakciós mintázatán a nukleoid fényzónák formájában jelenik meg fibrilláris, fonalas DNS-struktúrákkal, amelyeket bizonyos területek kötnek össze
citoplazma membrán vagy mezo-
az enyém, amely részt vesz a kromoszóma replikációjában (lásd 2.5. és 2.6. ábra).
A nukleoidon kívül, amelyet egy képvisel
kromoszóma, a baktériumsejt tartalmazza
az öröklődés nem kromoszómális tényezői -
plazmidok (lásd az 5.1.2. szakaszt), amely reprezentálja
kovalensen zárt DNS-gyűrűk.
Kapszula, mikrokapszula, nyálka ... Kapszula-
0,2 mikronnál vastagabb nyálkahártya szerkezet, amely szorosan kapcsolódik a baktériumok sejtfalához, és világosan meghatározott külső határokkal rendelkezik. A kapszula kenetekben-lenyomatokban megkülönböztethető a kóros anyagtól. A tiszta baktériumkultúrákban a kapszula képződik
ritkábban. A Burri-Hins szerint speciális kenetfestési módszerekkel mutatják ki, amelyek negatív kontrasztot hoznak létre a kapszula anyagai között: a szempillaspirál sötét hátteret hoz létre a kapszula körül.
A kapszula poliszacharidokból (ec-zopoliszacharidokból), néha polipeptidekből áll; például az anthrax bacillusban D-glutaminsav polimerjeiből áll. A kapszula hidrofil és nagy mennyiségű vizet tartalmaz. Megakadályozza a bakteriális fagocitózist. Antigén kapszula: a kapszula elleni antitestek okozzák növekedés (a reakció duzzadtés én kapszula ly).
Sok baktérium mikrokapszulát alkot – 0,2 mikronnál kisebb vastagságú nyálkás képződményt, amelyet csak elektronmikroszkóppal lehet kimutatni. A nyálkát meg kell különböztetni a kapszulától - nyálkahártya exopoliszacharidoktól, amelyeknek nincs egyértelmű külső határa. A nyálka vízben oldódik.
A mukoid exopoliszacharidok a Pseudomonas aeruginosa mukoid törzseire jellemzőek, amelyek gyakran megtalálhatók a cisztás fibrózisban szenvedő betegek köpetében. A bakteriális exopoliszacharidok részt vesznek az adhézióban (szubsztrátumokhoz való tapadás); gliko-
kehely. Az exopoliszacharidok baktériumok általi szintézisén kívül van egy másik mechanizmus is a képződésükre: a baktériumok extracelluláris enzimeinek a diszacharidokon történő hatása. Ennek eredményeként dextránok és levánok képződnek.
A kapszula és a nyálka megvédi a baktériumokat a károsodástól, a kiszáradástól, mivel hidrofil lévén jól megköti a vizet, megakadályozza a makroorganizmus és a bakteriofágok védőfaktorainak hatását.
Flagella baktériumok határozzák meg a baktériumsejt mobilitását. A flagellák vékony filamentumok, amelyek a citoplazmatikus membránból származnak, és hosszabbak, mint maga a sejt (2.7. ábra). Zászlóvastagság 12-20 nm, hossza 3-15 mikron. 3 részből állnak: egy spirálszálból, egy kampóból és egy alaptestből, amely speciális korongokkal ellátott rudat tartalmaz (1 pár korong a gram-pozitív baktériumokhoz és 2 pár a gram-negatív baktériumokhoz). A flagellák a citoplazma membránjához és a sejtfalhoz korongokkal kapcsolódnak. Ez egy rúddal ellátott villanymotor hatását hozza létre - egy rotor, amely forgatja a flagellumot. A citoplazma membránon átívelő protonpotenciálok különbségét energiaforrásként használják fel. A rotációs mechanizmust a proton ATP szintetáz biztosítja. A flagellum forgási sebessége elérheti a 100 r / s-ot. Ha a baktériumnak több flagellája van, azok szinkronban forogni kezdenek, egyetlen köteggé fonódnak össze, egyfajta légcsavart alkotva.
A flagellák egy fehérjéből állnak - flagellinből (a. flagellum - flagellum), amely egy antigén - az úgynevezett H-antigén. A flagellin alegységek spirálban vannak csavarodva.
A különböző fajokhoz tartozó baktériumok flagelláinak száma a Vibrio cholerae-ben egy (monotrich) a baktériumok kerülete mentén elterülő több tíz és száz flagelláig (peritrichus), E. coliban, Proteusban stb. a cella egyik végén. Az amphitricheknek egy flagellum vagy köteg flagella van a sejt ellentétes végein.
A flagellákat nehézfémekkel permetezett készítmények elektronmikroszkópos vizsgálatával, vagy fénymikroszkóppal detektálják speciális, maratási és adszorpciós módszerekkel végzett feldolgozás után.
olyan anyagok, amelyek a flagellák vastagságának növekedéséhez vezetnek (például ezüstösödés után).
Villi, vagy ivott(fimbria) - fonalas képződmények (2.7. ábra), vékonyabbak és rövidebbek (3 + 10 nm x 0,3 + 10 mikron), mint a flagellák. A héjak a sejt felszínéről nyúlnak ki, és a peelin fehérjéből állnak. Antigén aktivitással rendelkeznek. Különbséget kell tenni az adhézióért, azaz a baktériumoknak az érintett sejthez való kötődéséért felelős tabletták között, valamint a táplálkozásért, a víz-só anyagcseréért és a nemi életért (F-drank), vagyis a konjugációért, ivott tabletták között.
Általában nagy számban ittak – ketrecenként több százat. Azonban sejtenként általában 1-3 ivarfűrésze van: ezeket az úgynevezett "férfi" donorsejtek alkotják, amelyek átvihető plazmidokat tartalmaznak. (F-, R-, Col-plazmidok). A genitális pilusok megkülönböztető jellemzője a speciális "férfi" gömb alakú bakteriofágokkal való kölcsönhatásuk, amelyek intenzíven adszorbeálódnak a genitális pilusokon (2.7. ábra).
Vita- a nyugvó baktériumok sajátos formája, gram-pozitív típusú sejtfalszerkezettel (2.8. ábra).
A spórák a baktériumok létére kedvezőtlen körülmények között keletkeznek (száradás, tápanyaghiány stb.). Egy spóra (endospóra) képződik a baktériumsejt belsejében. A spóraképződés hozzájárul a fajok megőrzéséhez, és nem szaporodási eszköz, mint a gombáknál.
A nemzetség spóraképző baktériumai Bacilus, nál nél amelyeket a spóra mérete nem haladja meg a sejt átmérőjét, bacilusoknak nevezzük. A spóraképző baktériumokat, amelyekben a spóra mérete meghaladja a sejt átmérőjét, ezért orsó alakúak, clostridiumoknak nevezzük, például a nemzetséghez tartozó baktériumoknak. Clostridium (lat. Clostridium - orsó). A spórák savállóak, ezért Aujeszky-módszerrel vagy Ziehl-Nelsen-módszerrel pirosra, a vegetatív sejtet kékre festik.
A spóraképződés, a spórák alakja és elhelyezkedése a sejtben (vegetatív) a baktériumok sajátos tulajdonsága, amely lehetővé teszi a baktériumok megkülönböztetését egymástól. A spórák alakja lehet ovális, gömb alakú; a sejtben a hely terminális, azaz a bacilus végén (a tetanusz kórokozójában), subterminális - közelebb a bacilus végéhez (botulizmus, gáz gangréna kórokozóiban) és a lépfenében központi bacilus).
Folyamat spóraképződés(sporuláció) számos szakaszon megy keresztül, amelyek során a citoplazma egy része és a bakteriális vegetatív sejt kromoszómája elválik, benőtt citoplazmatikus membrán veszi körül - prospóra képződik. A prospórát két citoplazma membrán veszi körül, amelyek között a kéreg (cortex) vastag, megváltozott peptidoglikán rétege képződik. Belülről érintkezik a spóra sejtfalával, kívülről pedig - a spóra belső héjával. A spóra külső héját vegetatív sejt alkotja. Egyes baktériumok spóráinak további burkolata van - exosporium.Így egy többrétegű, rosszul áteresztő héj képződik. A spóraképződést intenzív spórafogyasztás, majd a dipikolinsav és a kalciumionok spóraképződése kíséri. A vita szerez hőellenállás, ami a benne lévő kalcium-dipikolinát jelenlétével függ össze.
A spóra hosszú ideig fennmaradhat a többrétegű héj, a kalcium-dipikolinát, az alacsony víztartalom és a lassú anyagcsere-folyamatok miatt. A talajban például a lépfene és a tetanusz kórokozói évtizedekig fennmaradhatnak.
Kedvező körülmények között a spórák kicsíráznak, és három egymást követő szakaszon mennek keresztül:
tiválás, beavatás, növekedés. Ebben az esetben egy spórából egy baktérium képződik. Az aktiválás a csírázásra való készenlét. 60-80 ° C hőmérsékleten a spóra aktiválódik a csírázáshoz. A csírázás beindítása néhány percig tart. A csírázási szakaszt gyors növekedés jellemzi, amelyet a héj pusztulása és a palánta kikelése kísér.
A baktériumok sejtszerkezetű prokarióta mikroorganizmusok. Méretük 0,1-30 mikron. A mikrobák rendkívül gyakoriak. Talajban, levegőben, vízben, hóban és még meleg forrásokban, az állatok testén, valamint az élő szervezetek belsejében élnek, beleértve az emberi testet is.
A baktériumok fajok szerinti megoszlása több kritériumon alapul, amelyek között leggyakrabban a mikroorganizmusok alakját és térbeli eloszlását veszik figyelembe. Tehát a sejtek alakja szerint a baktériumokat a következőkre osztják:
Koki - mikro-, diplo-, strepto-, staphylococcusok, valamint sarcinok;
Rúd alakú - monobaktériumok, diplobaktériumok és streptobaktériumok;
Csavart fajok - vibriók és spirocheták.
A Bergey-determináns az összes ismert baktériumot rendszerezi a bakteriális azonosítás elvei szerint, amelyek a gyakorlati bakteriológiában a legelterjedtebbek, a sejtfal szerkezetében és a Gram-festéshez való viszonyulásban mutatkozó különbségek alapján. A baktériumok leírását csoportok (szakaszok) szerint adjuk meg, amelyek családokat, nemzetségeket és fajokat foglalnak magukban; egyes esetekben a csoportok osztályokat és rendeket tartalmaznak. Az emberre patogén baktériumok kis számú csoportba tartoznak.
Az útmutató a baktériumok négy fő kategóriáját azonosítja:
Gracillicutes [a lat. gracilis, kecses, vékony, + cutis, bőr] - vékony sejtfalú fajok, festés gram-negatív;
firmicutes [a lat. flrmus, erős, + cutis, bőr] - vastag sejtfalú baktériumok, festődés gram-pozitív;
Tenericutes [a lat. feszes, gyengéd, + cutis, bőr] - sejtfal hiányzó baktériumok(mikoplazmák és a Mollicutes osztály más tagjai)
Mendosicutes [a lat. mendosus, szabálytalan, + cutis, bőr] - archaebaktériumok (metán- és szulfátredukáló, halofil, termofil és sejtfal nélküli archaebaktériumok).
A Bergey-determináns 2. csoportja. Aerob és mikroaerofil mozgékony, csavarodott és ívelt Gram-negatív baktériumok. Az emberre patogén fajok a Campylobacter, Helicobacters Spirillum nemzetségbe tartoznak.
A Bergey-determináns 3. csoportja. Mozgásképtelen (ritkán mobil) Gram-negatív baktériumok. Nem tartalmaz kórokozó fajokat.
A Bergey-determináns 4. csoportja. Gram-negatív aerob és mikroaerofil rudak és coccusok. Az emberre patogén fajok a Legionellaceae, Neisseriaceae és Pseudomonada-ceae családokba tartoznak; a csoportba tartoznak az Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Franceisella, Kingella és Moraxella nemzetségek patogén és opportunista baktériumai is.
A Bergey-féle determináns 5. csoportja. Opcionális anaerob gram-negatív rudak. A csoportot három család alkotja - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae és Pasteurellaceae, amelyek mindegyike magában foglalja a patogén fajokat, valamint a Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella és Streptobacillus nemzetségekhez tartozó patogén és opportunista baktériumokat.
A Bergey-determináns 6. csoportja. Gram-negatív anaerob egyenes, ívelt és tekercses baktériumok. A patogén és opportunista fajok a Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas és Prevotelta nemzetségbe tartoznak.
A Bergey-féle determináns 7. csoportja. A szulfát vagy kén disszimilatív redukcióját végző baktériumok Nem tartoznak bele a patogén fajok.
A Bergey-féle determináns 8. csoportja. Anaerob Gram-negatív coccusok. Tartalmazza az opportunista baktériumokat, például a Veillonella-t.
A Bergey-determináns 9. csoportja. Rickettsia és chlamydia. Három család – Rickettsiaceae, Bartonellaceae és Chlamydiaceae, amelyek mindegyike emberre patogén fajokat tartalmaz.
A Burgey-determináns 10. és 11. csoportjába tartoznak az anoxi- és oxigéntartalmú fototróf baktériumok, amelyek nem patogének az emberre.
A Bergey-selejtező 12. csoportja. Aerob kemolitotróf baktériumok és rokon szervezetek. A kén-vas és a mangán oxidáló és nitrifikáló baktériumokat egyesíti, amelyek nem okoznak károsodást az emberben.
A Burgey Identifier 13. és 14. csoportjába tartoznak a bimbózó és/vagy kinőtt baktériumok, valamint a hüvelyt alkotó baktériumok. Szabadon élő fajok képviselik őket, amelyek nem patogének az emberre;
A Bergey-determináns 15. és 16. csoportja egyesíti azokat a siklóbaktériumokat, amelyek nem alkotnak termőtesteket, és létrehozzák azokat. A csoportokba nem tartoznak bele az emberre patogén fajok.
A Bergey-féle determináns 17. csoportja. Gram-pozitív coccusok. Magában foglalja az Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus nemzetségek opportunista fajait.
A Bergey-selejtező 18. csoportja. Spóraképző Gram-pozitív rudak és coccusok. Tartalmazza a Clostridium és Bacillus nemzetség patogén, opportunista bacilusait.
A Bergey-selejtező 19. csoportja. Megfelelő alakú, spóraképző Gram-pozitív rudak. Beleértve az Erysipelothrix és Listeria nemzetségek opportunista fajait.
Bergey selejtezőjének 20. csoportja. Szabálytalan alakú, spóraképző gram-pozitív rudak. A csoportba tartoznak az Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus stb. nemzetség patogén és opportunista fajai.
A Bergey-selejtező 21. csoportja. Mycobacteriumok. Magában foglalja az egyetlen Mycobacterium nemzetséget, amely egyesíti a patogén és opportunista fajokat.
Csoportok 22-29. Actinomycetes. A számos faj közül csak a Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi és Terrabacter nemzetségekhez tartozó nocardioform actinomycetes (22. csoport) képes elváltozást okozni emberben.
A Bergey-selejtező 30. csoportja. Mycoplasma. Az Acholeplasma, Mycoplasma és Ureaplasma nemzetségbe tartozó fajok patogének az emberre.
A Bergey-determináns fennmaradó csoportjai - metanogén baktériumok (31), szulfátredukáló baktériumok (32 rendkívül halofil aerob archaebaktérium (33), sejtfaltól mentes archaebaktériumok (34), extrém termofilek és ként metabolizáló hipertermofilek (35) - nem tartalmaznak emberre patogén fajok.
1.5. A baktériumok modern osztályozása A baktériumok modern taxonómiájában olyan helyzet alakult ki, amely más élőlények osztályozására is jellemző: előrelépés történt egy olyan filogenetikai osztályozási rendszer kialakításában, amely tükrözi az evolúciós fejlődés fő irányait és egyes szervezetek képviselőinek kapcsolatát. taxonok, de a mesterséges fenotípusok megtartják jelentőségüket - tipikus osztályozások, kényelmesebb a mikroorganizmusok azonosítására. Jelenleg nincs részletes evolúciós rendszer a prokariótáknak, és valószínűleg ennek a problémának a megoldása a távoli jövő kérdése. A prokarióták sajátosságai a morfológiai, fiziológiai, biokémiai és genetikai szerveződés területén arról beszélnek, hogy a magasabb rendű organizmusok rendszerének felépítésében használt, jól kidolgozott elvek nem alkalmazhatók rájuk. Anélkül, hogy a baktériumok taxonómiája problémájának történeti vonatkozásaira rátérnénk, meg kell jegyezni, hogy a prokarióták számára a legelfogadhatóbb filogenetikai osztályozási rendszer a 16S rRNS-ben található nukleotidszekvenciák összehasonlításán alapuló rendszer. Ez a rendszer képezi az alapját a többkötetes prokarióták enciklopédiájának – Bergey's Manual of Systematic Bacteriology – 2. kiadásának, amelynek első kötete 2001-ben jelent meg. Ebben a munkában az összes prokarióta 26 filogenetikai „ágra” (csoportokra) van osztva. 16S-rRNS-ük szerkezetére; 23 „ágat” az eubaktériumok, hármat az archaeák képviselnek. Hangsúlyozni kell, hogy ezen filogenetikai csoportok nagy része olyan prokarióta fajokat tartalmaz, amelyeket nem izoláltak tiszta kultúraként, és ezért még nem vizsgálták őket részletesen. E fajok képviselői esetében jelenleg csak a 16S rRNS nukleotidszekvenciája ismert. Az eubaktériumok 23 csoportjából két filogenetikai csoportot Gram-pozitív baktériumok képviselnek, a többi csoportot Gram-negatív. A Gram-negatív baktériumok egy nagy csoportból állnak a Proteobaktériumokból és 20 csoportból más baktériumokból, amelyek ilyen típusú sejtfallal rendelkeznek. A táblázatban található a Proteobaktériumok rövid leírása, amelyekhez a legtöbb eukarióta mitokondriumai és kloroplasztiszai a legközelebb állnak a 16S rRNS összetételében. 2. A proteobaktériumok a gram-negatív baktériumok nagyon heterogén morfológiai, fiziológiai és biokémiai csoportja. E csoport képviselőit mindenféle energia-anyagcsere és táplálkozás jellemzi. A legtöbb Proteobaktérium faj sejtjei rúd alakúak, gömb alakúak vagy vibrioid alakúak, főként kettes osztódással szaporodnak, de néhány fajra jellemző a bimbózás és a termőtestek kialakulása összetett sejtciklusban. Ebben a csoportban vannak a flagellák miatt mozgékony és az immobil baktériumok is. A molekuláris oxigénhez képest a proteobaktériumok obligát aerobok, obligát és fakultatív anaerobok. A Proteobaktériumok csoportja a 16S rRNS különbségei alapján öt alcsoportra oszlik: alfa, béta, gamma, delta és epson. A Proteobaktériumok mellett az eubaktériumok következő fő csoportjai tartoznak a Gram-negatívokhoz: hidrogéntermofilek, zöld fonalas baktériumok, zöld kénbaktériumok, cianobaktériumok, spirocheták, citofágok, bakteroidok, chlamydia, planktomycetes, deinococcusok, chloroflexusok, phusibophobidobacteriumok. -pozitív baktériumok - Actinobacteria és Firmicutes. Az Actinobacteria csoportot („actinomycete ág”) a következő baktériumnemzetségek képviselik, amelyek DNS-ében magas a GC-párok tartalma: Geodermatophilus, Frankia, Streptomyces, Arthrobacter, Micrococcus, Actinomyces, Bifidobacterium, Propionibacterium, Actinoplanes, Nocardia Mycobacterium. A Firmicutes csoport ("clostridiális ág" - főként gram-pozitív baktériumok, amelyek alacsony GC-párt tartalmaznak a DNS-ben) a következő nemzetségekből állnak: Clostridium, Lactococcus, Pediococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Listeria, Caryophanon, Staphylocus, Bacillus, Desulfotomaculum, Heliobacterium, Mycoplasma, Ureaplasma stb. Az archaebaktériumok összetételében három filogenetikai csoportot különböztetünk meg: Crenarchaeota, Euryarchaeota és Korarchaeota. A Crenarchaeota csoport rendkívül termofil baktériumokból áll, amelyek többsége a ként metabolizálja, néhányuk redukálja a vas- és molibdénionokat. Az Euryarchaeota csoportba tartoznak a kötelezően anaerob metanogén archaebaktériumok, valamint az extrém termofilek és halofilek. A Korarchaeota csoportot forró kénes forrásokban élő archaeák alkotják. Mindeddig ennek a csoportnak a (hasonló 16S rRNS-sel rendelkező) képviselőit nem izolálták tiszta kultúraként, ezért fenotípusos tulajdonságaikat nem vizsgálták kellőképpen. A prokarióták filogenetikai ágainak vizsgálatát lezárva meg kell jegyezni, hogy a javasolt filogenetikai rendszer, amely a riboszómális RNS egyetlen génjének nukleotidszekvenciájának vizsgálatán alapul, nem más, mint a technikailag kényelmes és jól kidolgozott rendezőrendszerek egyike. Számos organizmus azonosítása érdekében, ezért a baktériumok helyes taxonómiájának logikus felépítése csak ezt a tulajdonságot figyelembe véve nem lehetséges. A baktériumok leginkább elismert és használt fenotípusos osztályozása a Bergey Keys to Bacteria kilencedik kiadásában bemutatott osztályozás. Ebben a kiadásban a baktériumokat a sejtek határrétegének szerkezete alapján négy fő kategóriába (divízióba) soroljuk: 1) Gracilicutes (latin cutes - bőr, gracilis - vékony) - gram-negatív eubaktériumok sejtfallal; 2) Firmicutes (a latin firmus - erős) - gram-pozitív eubaktériumok sejtfallal; 3) Tenericutes (a latin tener szóból - lágy, gyengéd) - eubaktériumok, sejtfalak nélkül; 4) Mendosicutes (a latin mendosus - hibás) - archaebaktériumok, amelyek sejtfala különbözik más prokarióták hasonló szerkezetétől. A Gracilicutes osztályba különböző morfológiájú, gram-negatív sejtfalú baktériumok tartoznak. A szaporodás főként bináris hasadás útján történik, egyes baktériumok bimbózással szaporodnak. Endospórák nem képződnek. A legtöbb mobil: mindenféle baktériummozgás létezik - flagella segítségével, csúszással, hajlítással. Az osztályon aerob, anaerob és fakultatív anaerob baktériumok találhatók; fototróf és kemotróf baktériumok. Az osztály három osztályba sorolható: Scotobacteria, Oxyphotobacteria, Anoxyphotobacteria. A Scotobacteria osztályba azok a gram-negatív baktériumok tartoznak, amelyek nem használnak fényenergiát anyagcsere célokra, hanem csak redox reakciók eredményeként kapják meg. Az osztály neve görög eredetű. sсotos - sötétség. Ez a baktériumok legnagyobb osztálya. Az Anoxyphotobacteria osztályba tartoznak a lila baktériumok, zöld baktériumok és heliobaktériumok, amelyek anoxigén fotoszintézist hajtanak végre (molekuláris oxigén felszabadulása nélkül). Az Oxyphotobacteria osztályt cianobaktériumok és proklorofiták képviselik, amelyek oxigénes fotoszintézist (molekuláris oxigén felszabadításával) végeznek. Ez a típusú fotoszintézis a növényekben zajló fotoszintézissel analóg. A Firmicutes osztályba Gram-pozitív sejtfalú baktériumok tartoznak. A sejtek különböző alakúak lehetnek: rudak, coccusok, fonalas, elágazóak. Egyes képviselők endospórákat képeznek. Legtöbbjük mozdulatlan; a mobil formák peritrichiális flagellációval rendelkeznek. Az osztályon aerob, anaerob és fakultatív anaerob baktériumok találhatók. Az osztály két osztályból áll: Firmibacteria, Thallobacteria. A Firmibacteria osztály nagyszámú „nem elágazó” Gram-pozitív baktériumot tartalmaz. A Thallobacteria osztályba olyan baktériumok tartoznak, amelyek sejtjei képesek "elágazásra". A Tenericutes osztályt olyan baktériumok képviselik, amelyeknek nincs sejtfaluk. A sejtfal hiánya miatt a sejtek alakja instabil: egy-egy faj tiszta tenyészetében egyidejűleg vannak jelen coccoid, rúd alakú, fonalas, körte alakú, korong alakú és egyéb sejtek. Az ebbe az osztályba tartozó baktériumok szaporodása bináris hasadás, bimbózás útján történik. A Gram-festés negatív. Jellemző az agarrá fejlődő kis telepek kialakulása. Lehet szaprofita, parazita vagy patogén. Az osztály egy osztályból áll, a Mollicutes (mycoplasma). A Mendosicutes osztályt merev sejtfalú, de a peptidoglikán mureint nem tartalmazó baktériumok alkotják. A legtöbb képviselő szigorú anaerob, sok közülük flagellákkal rendelkezik. A fajokat az ökológiai és anyagcsere-diverzitás, valamint az extrém körülmények között való életképesség jellemzi. Az osztály egy osztályból áll - Archaebacteria. Négy felosztáson (főkategórián) belül 35 baktériumcsoportot (vagy szekciót) különítettek el, amelyeket kisebb-nagyobb mértékben a következő fejezetekben ismertetünk. A következő csoportok a Gracilicutes osztályhoz tartoznak. 1. csoport. Spirochetes. 2. csoport. Aerob (vagy mikroaerofil), mozgékony, helikális (vagy vibrioid) Gram-negatív baktériumok. 3. csoport. Mozgásképtelen vagy ritkán mozgó Gram-negatív görbült baktériumok. 4. csoport. Gram-negatív aerob (vagy mikroaerofil) botok és coccusok. 5. csoport. Opcionális aerob gram-negatív rudak. 6. csoport. Gram-negatív anaerob egyenes, ívelt vagy spirális rudak. 7. csoport. A kén vagy szulfát disszimilációs redukcióját végző baktériumok. 8. csoport. Anaerob Gram-negatív coccusok. 9. csoport: Rickettsia és chlamydia. 10. csoport: Anoxigén fototróf baktériumok. 11. csoport: Oxigén fototróf baktériumok. 12. csoport: Aerob kemolitotróf baktériumok és rokon szervezetek. 13. csoport. Rügyező és (vagy) kinövésképző baktériumok. 14. csoport: hüvelyes baktériumok. 15. csoport. Nem fotoszintetikus csúszóbaktériumok, amelyek nem alkotnak termőtesteket. 16. csoport. Termőtesteket alkotó csúszóbaktériumok. A Firmicutes osztályba tartoznak: 17. csoport. Gram-pozitív coccusok. 18. csoport. Endospórákat alkotó Gram-pozitív pálcikák és coccusok. 19. csoport. Szabályos alakú, spórát nem képző Gram-pozitív rudak. 20. csoport. Gram-pozitív, szabálytalan alakú, spórát nem képző rudak. 21. csoport. Mycobacteriumok. Csoportok 22-29. Actinomycetes. A Tenericutes részleg a következőket tartalmazza: 30. csoport. Mycoplasmák. A Mendosicutes osztály a következőket tartalmazza: 31. csoport. Metanogének. 32. csoport. Szulfát-redukáló archaeák. 33. csoport. Rendkívül halofil archaebaktériumok (halobaktériumok). 34. csoport: sejtfal nélküli archaebaktériumok. 35. csoport. Rendkívül termofil és hipertermofil archaebaktériumok, amelyek ként metabolizálják. Összegzésképpen hangsúlyozni kell, hogy a természetes közösségekben létező mikroorganizmusok többségét továbbra is tiszta kultúrákká kell izolálni. Úgy gondolják, hogy jelenleg a teljes mikrobiális sokféleségnek csak 0,1% -át lehet termeszteni, és a baktériumok fennmaradó képviselőit nem lehet termeszteni és azonosítani, bár körülbelül 5 ezer prokarióta fajt izoláltak és leírtak már tiszta kultúrában.A biológiai objektumok taxonómiájának két típusa létezik: filogenetikai, ill természetes, amely az élőlények közötti rokon (genetikai, evolúciós) kapcsolatok kialakításán alapul, és gyakorlati, ill. mesterséges, melynek célja az élőlények közötti hasonlóság mértékének feltárása gyors azonosításuk és bizonyos taxonokhoz való tartozásuk megállapítása érdekében.
A baktériumok legtöbb osztályozása mesterséges. Úgy tervezték, hogy azonosítsák a kutatók érdeklődésére számot tartó mikroorganizmusok egy bizonyos csoportját.
Az összes élőlény osztályozása szinte teljes egészében az élőlények morfológiai tulajdonságain alapul.
A mikroorganizmusok morfológiája a sejtek alakját és szerkezetét, a szaporodási és mozgási módszereket és egyebeket vizsgálja A morfológiai jellemzők fontos szerepet játszanak a mikroorganizmusok azonosításában és osztályozásában.
A baktériumok esetében a besorolás sajátos jellemzőkkel rendelkezik morfológiai jellemzőik szűkössége miatt. A modern mikrobiológia a jellemzők komplexét használja az osztályozáshoz: morfológiai (sejt alakja, flagellák jelenléte és elhelyezkedése, szaporodási módszer, Gram-festés, endospóraképző képesség ; fiziológiai jellemzők (étkezés módja, energiaszerzés, anyagcseretermékek összetétele, viszonyulás a hőmérséklet, pH, oxigén és egyéb tényezők hatásához ) ;kulturális (a növekedés jellege a baktériumkultúra különböző tápközegein; folyékony táptalajokon - film jelenléte, zavarosság, üledék; szilárd táptalajokon - a telepek típusa és jellemzőik).
Jelenleg ennek nagy jelentősége van biokémiai (genotipikus) tulajdonságok, azaz. A DNS nukleotid összetételének jellemzői. Megbízhatóan ismert, hogy az azonos fajhoz tartozó egyedek DNS-bázisösszetétele azonos, míg az azonos nemzetségbe tartozó fajoknál a nukleotid-összetétel hasonló értékeket mutat. A morfológiai, fiziológiai, kulturális és biokémiai jellemzők összessége alapján a baktériumok egyik vagy másik fajhoz rendelhetők.
Az elmúlt években a baktériumok mesterséges osztályozása, amelyet R. Murray 1978-ban javasolt, elismerést nyert. E besorolás szerint a prokarióták "Procaryotae" királysága négy részre oszlik. A mikroorganizmusok osztályonkénti megoszlása főként a sejtfalak meglétén vagy hiányán, illetve azok szerkezeti jellemzőin alapul. Az élelmiszertermelés mikrobiológiája szempontjából két részleg fontos:
V első osztály Cégek("Firmus" - vastag, szilárd) vagy "vastag bőrű" magában foglalja az összes olyan baktériumot, amelyet típusonként a sejtfal szerkezete jellemez. Gram + baktériumok: minden coccus, tejsavbaktérium (pediococcusok - Pediococcusok, lactobacillusok - Lactobacillusok, streptococcusok - Streptococcusok és leukonostok - Leuconostoc), rúd alakú spóraképző baktériumok (Bacillus, Clostridium) és actinomycetes. Második osztály Gracilicutes("Gracilus" - vékony, kecses, "cutes" - bőr) vagy "vékony bőrű", egyesíti az összes olyan baktériumot, amelynek sejtfala jellemző Gramm baktériumok: a Pseudomonas nemzetség (egyes rothadó baktériumok stb.), az Acetobacter és Gluconobacter (ecetsavbaktériumok) nemzetségek, amelyeket az ecet előállításához használnak, valamint a fermentációs iparágak kártevői. Egy nagy csoport a Gram-stickekhez is tartozik - enterobaktériumok (a bélcsoportba tartozó baktériumok), beleértve. és az Escherichia nemzetség. A bélcsoportba tartozó baktériumok egy része folyamatosan lakozik az emberek és állatok beleiben. Mások a fertőző gyomor-bélrendszeri betegségek (dizentéria, tífusz, paratífusz) kórokozói, amelyek táplálékkal terjednek, és ételmérgezés.
Ellenőrző kérdések:
1. Melyek a baktériumok fő formái az élelmiszertermelésben? 2. Melyek a baktériumsejtfal fő funkciói és kémiai összetétele? 3. Milyen funkciókat lát el a citoplazmatikus membrán egy baktériumsejtben? 4. Mit ábrázol a prokarióták genetikai apparátusa? 5.Mi az plazmidok, mely baktériumokban vannak jelen és milyen funkciókat látnak el? 6. Hogyan mozognak a baktériumok? 7. Milyen funkciói vannak az endospóráknak a baktériumokban, és milyen körülmények között keletkeznek? 8. Mi a baktériumok osztályozásának alapelve?
Eukarióták - mikroszkopikus gombák (fonalas gombák és élesztőgombák)
A fonalas gombákat számos szaporodási módszer és szerv jellemzi. A gombák osztályozására a micélium szerkezetének és szaporítási módszereinek különbségeit használják. A gombasejtek elágazó szálakkal rendelkeznek - apikális növekedésű és oldalsó elágazású hifák, összefonódva micéliumot (micéliumot) alkotnak.
A gombák vegetatív, ivartalan és ivaros úton szaporodnak.
A vegetatív szaporítást a micélium különálló szakaszai végzik, pl. speciális szaporítószervek kialakulása nélkül.
Az ivartalan és szexuális szaporodás során speciális sejtek képződnek - spórák, amelyek segítségével a szaporodást végzik.
Az ivartalan szaporodás során a spórák képződését megelőzi mitotikus nukleáris osztódás , amelyben két leánymag képződik a szülősejt készletével azonos kromoszómakészlettel.
Az ivartalan szaporodás során a spórák speciális gyümölcsökön képződnek
légmicélium hifáit hordoznak, amelyek külsőleg különböznek a vegetától.
tív hifák.
Az alsó gombákban a spórák speciális sejtek belsejében képződnek - sporangiumoknak nevezik őket sporangiospórák ... A magasabb rendű gombákban a spórák exogén módon (külsőleg) a légmicélium hifáin képződnek és ún. konídiumok .
12. ábra. A gombák vegetatív és ivartalan szaporodásának szervei: a - oidia; b - chlamydospórák; c - sporangiospórák; d - konídiumok
Az ivaros szaporodás során a spórák képződését fúzió előzi meg ( közösülés) két csírasejt – ivarsejtek és azok magjai. Diploid sejt képződik - zigóta, kettős kromoszómakészletet tartalmaz. Ezt követi a redukciós felosztás folyamata - meiózis, az apai és anyai karakterek újraeloszlásával jár együtt, ami a kromoszómák számának az eredetihez való csökkenéséhez és a fajok sokféleségének növekedéséhez vezet. Ennek eredményeként speciális reproduktív szervek képződnek. E szervek fejlődése, a nemi folyamat formái a gombákban változatosak.
A gombák osztályozása... A gombák osztályokra osztása egy olyan tulajdonság-együttes felhasználásán alapul, amelyek vezető szerepet töltenek be a sejtfal összetételének sajátosságai, az ivaros és ivartalan szaporodás típusai. A modern besorolás szerint minden gomba a következő osztályokba sorolható:
Chytiridiomycetes osztály(Chytriodiomycetes)
Synchytrium- a burgonyarák kórokozója.
Zygomycetes osztály(Zygomycetes): nemzetség Mucor - bolyhos lerakódások képződésével az élelmiszer megromlását okozhatja.
13. ábra. Nemzetség Mucor 14. ábra. Nemzetség Rhizopus
A Rhizopus nemzetséghez tartozó gombák a bogyók, gyümölcsök és zöldségek úgynevezett "puha rothadását" okozzák. A lisztgombák szerves savakat és enzimeket képeznek, amelyek gyenge alkoholos erjedést okozhatnak.
Ascomycetes osztály(Ascomycetes): Az Ascomycetes közé tartozik az aspergillus és a penicillous gombák, amelyek nagy jelentőséggel bírnak.
15. ábra ... Aspergillus niger 16. ábra ... Penicillium chrysogenum
Az erszényes gombák széles körben elterjedtek a természetben. Sok közülük a gyümölcsök és zöldségek, (különösen a tárolás során - különféle rothadás), sok élelmiszer-termék megromlásának okozója. Egy részük ipari termékekben és anyagokban (textíliák, gumi, celofán, műanyagok stb.) kárt okoz. Az Aspergillus és Penicillus gombák egyes képviselőit az iparban használják. Tehát néhány penicilli antibiotikum - penicillin, cefalosporin, grizeofulvin, citrinin stb. Penicillium roqueforti, Penicillium camemberti Roquefort és Camembert sajt előállításához használják; Aspergillus niger - citromsav ipari előállításához; A. oryzae, A. awamori - enzimkészítmények előállítása. Egyes aspergillusok patogén emberek és állatok számára, károsíthatják a légutakat (otomycosis, aspergillosis és tüdőemphysema), a bőrt (dermatomycosis) és a szájnyálkahártyát.
Az elmúlt fél évszázadban a tudósok kiemelt figyelmet fordítottak a fonalas gombák másodlagos metabolitjaira, amelyek növényi és állati eredetű élelmiszer-alapanyagokon, valamint élelmiszereken és takarmányokon fejlődnek ki. mikotoxinok . Az élelmiszerek és takarmányok megromlását okozó gombák körülbelül 60-75%-a mérgező és erősen mérgező. A penészes ételek fogyasztása rendkívül veszélyes az emberi és állati egészségre. Számos tanulmány kimutatta a gombák által kiválasztott aflatoxinok, ochratoxinok, patulin, rubratoxin stb. hepatotrop, rákkeltő és mutagén hatását az emberi és állati szervezetre. Aspergillus flavus, A. ochraceus, Penicillium veridatum, P. islandicum, P. rubrum, P. expansum Valamennyi mikotoxin kis mennyiségben is veszélyes, és nehezen lebontható (megsemmisíthető).
17. ábra. Claviceps (ergot) 18. kép. Monilia (monilia)
A szarvasgomba és a morel is a termő ascomyceták közé tartozik, amelyek termőtestét megeszik, valamint a feltételesen ehetőnek tartott vonalakat, mivel egyes fajaik mérgezőek.
19. ábra: a - morel sapka; b - őszi vonal.
20. ábra. Tinder gomba
Ez a képesség bennük sokkal hangsúlyosabb, mint a magasabb rendű növényekben, zuzmókban és más szervezetekben. Éppen ezért ipari hulladékkal szennyezett helyeken nem lehet gombát szedni. Ezen elemek felhalmozódása számos visszafordíthatatlan átrendeződést okoz a gombák biokémiai apparátusában. Ez a jelenség még mindig kevéssé ismert, ezért veszélyt jelent az emberi egészségre.
Deuteromycetes osztály(Deuteromycetes): Nem szaporodnak ivarosan, csak ivartalanul szaporodnak, főként konídiumokkal, amelyek a konidiofórokhoz hasonlóan nagyon eltérő alakúak, megjelenésűek és színűek. Egyes fajoknál nem alakulnak ki speciális szaporítószervek, és micéliumdarabokban szaporodnak.
21. ábra. Nemzetség Fusarium (Fusarium) 22. kép. Nemzetség Botrytis
Nemzetség Botrytis a gomba a cukorrépa kagatny rothadását okozza; szőlőn, gyümölcsön és bogyón fejlődve lágyítja a gkani-t, amely vizesedik. Pektináz, cepluláz, invertáz stb. enzimeket termel.
Nézetek Alternaria talajban és növényi törmelékben elterjedt. A gomba számos mezőgazdasági növény megbetegedését okozza Alternaria-val. Az élelmiszereken fekete nyomott foltok képződnek (a sárgarépa fekete, száraz rothadása, a káposzta fekete foltja). Amikor a levél érintett területei kihullanak, lyukak keletkeznek.
Nemzetség Geotrichum erjesztett tejtermékek, sajtok, ecetes zöldségek, préselt élesztő, berendezés falán, nedves helyiségek felületén alakul ki. A nemzetség egyes fajai Geotrichum elrontani a rosszul szárított komlót.
Nemzetség Monilia a gyümölcsromlás aktív kórokozói, amelyek úgynevezett „múmiává” alakulnak. Ennek a nemzetségnek a deuteromycetes osztályába tartozó képviselői a konidiális stádiumban léteznek.
Nemzetség Cladosporium. A gombák gyakran megtalálhatók a különböző élelmiszertermékeken lévő hűtőtárolókban bársonyos, sötét olajbogyó (fekete) foltok formájában.
Nemzetség Helminthosporium Az ebbe a nemzetségbe tartozó gombák által okozott gabonabetegségeket helminthosporiosisnak nevezik. E nemzetség néhány faja szaprofita, és gyökereken, leveleken, száraz ágakon, száron, fa és lágyszárú növények szárán fejlődik.
Rizs. 23. Nemzetség Helminthosporium
Élesztő egysejtű, mozdulatlan gombás organizmusok, amelyek nem rendelkeznek valódi micéliummal. Főleg olyan növényeken élnek, ahol cukros anyagok vannak, amelyeket erjesztenek (virágnektár, lédús gyümölcsök, bogyók, különösen túlérett és sérült, levelek, nyírfatörzsek nedvfolyáskor és tölgy nyálkafolyáskor, talaj). Az élesztősejtek oválisak, hengeresek, tojásdadok, citrom alakúak, lombik alakúak, háromszög alakúak, nyíl alakúak és sarló alakúak. Egyes élesztőfajták a kerek és ovális sejtekkel együtt megnyúlt és pszeudomicéliumot képezhetnek. Az élesztősejtek sokkal nagyobbak, mint a baktériumok.
Mint minden gomba, az élesztőgombák is mozdulatlan szervezetek. Az élesztőknek az eukarióta szervezetekre jellemző meglehetősen összetett szerkezeti felépítésük van.
Az élesztő vegetatívan, valamint ivartalanul és ivarosan képződött spórákkal szaporodik. A szaporítás módja az élesztő osztályozásának fontos kritériuma. A vegetatív szaporítás leggyakoribb módja a rügyezés.
Ha a bimbózás során az újonnan felbukkanó sejtek nem válnak el egymástól, akkor pszeudomicélium képződik. A hengeres élesztőre jellemző osztódással történő szaporodás ritkábban fordul elő. A citrom alakú élesztőben az úgynevezett bimbózó osztódás figyelhető meg, amelyben széles alapon vese képződik, a folyamat az isthmus régióban jól látható szeptum megjelenésével zárul.
Az ivaros szaporodás során megjelenésüket a sejtek összeolvadása, majd az ezt követő magfúzió előzi meg, ivartalan szaporodás esetén a sejtek és a magok előzetes összeolvadása nem következik be. A legtöbb élesztőgomba szexuális szaporodása az asci (zsákok) és az aszkospórák képződésével kapcsolatos.
Az aszkospórák képződését kopuláció (két sejt tartalmának és sejtmagjuk összeolvadása) előzi meg. Kialakul a zigóta, amelyben aztán spórák keletkeznek: a sejtmag meiózissal kettéválik, a citoplazma az új magok köré tömörül, és sűrű membrán borítja azokat. Az ilyen élesztő az ascomycetes osztályába tartozik. Az aszkospórák csak teljes táptalajon képesek fiatal sejteket létrehozni, és éhezés, rossz oxigén- és nedvességellátás körülményei közé kerülnek. Különféle élesztőfajták asuka formában
2 - 4, néha 8 vita. A sporulációval a sejtek anyagcseréje és élettevékenysége lelassul. Ez az állapot biztosítja fennmaradásukat a vegetatív szaporodás szempontjából kedvezőtlen körülmények között.
Az aszkospórák ellenállnak a magas hőmérsékletnek és a szárításnak, de kevésbé hőstabilak, mint a baktériumspórák, és 60 ° C-on elpusztulnak. A vegetatív fejlődés szempontjából kedvező körülmények között a spórák friss tápközegben kicsíráznak és újra vegetatívan szaporodnak. Mivel az élesztőgombák alapvetően egysejtű, nem micéliumgombák, a gombák osztályozásába tartoznak. A gombák három osztályába sorolják őket: Ascomycetes, Basidiomycetes és Deuteromycetes .
Ascomycete élesztő körülbelül 2/3 élesztőt tartalmaz. Közülük a szacharomiceták a legnagyobb gyakorlati jelentőséggel bírnak, amelyek az ismert élesztőnemzetségek több mint felét egyesítik. Különösen fontos szerep illeti meg Saccharomyces cerevisiae (nagy ovális cellák) etil-alkohol, sör, kvas és pékség, ill Saccharomyces ellpsoideus (nagy elliptikus cellák) - elsősorban a borkészítésben használják.
25. ábra. Saccharomyces cerevisiae
Élesztő fokozat Deuteromycetes a szülés a legfontosabb Candida, Torulopsis és Rhodotorula. Candida megnyúlt sejtalakúak, amelyek kombinációi primitív pszeudomicéliumot alkotnak. Sok közülük nem okoz alkoholos erjedést, és kártevők az erjesztőiparban (pl. Candida mycoderma ). A nemzetség többi tagja Candida Az élesztőtermelésben kártevők, rontják a sütőélesztő minőségét, mivel gyengén erjedő fajok. Némelyikük az ecetes zöldségek, az alkoholmentes és számos egyéb ital és étel megromlását okozza. Ezen élesztőgombák között vannak olyan patogén fajok, amelyek candidiasist okoznak, és hatással vannak a szájüreg nyálkahártyájára, a nasopharynxre és más emberi szervekre. A nemzetséghez tartozó élesztők különböző fajtái Candida takarmányfehérje és fehérje-vitamin koncentrátum (BVC) előállítására használják.
Élesztő nemzetség Torulopsis gyenge alkoholos erjedést okozhatnak, és kefir és kumisz előállítására használják. Néhányat takarmányfehérje ipari előállítására használnak.
Élesztő nemzetség Rhodotorula takarmányfehérje-vitamin koncentrátumok ipari előállítására használják, amelyek zsírban oldódó A-vitamin forrásaként szolgálnak az állatok számára. A nemzetség többi képviselője sok lipidet halmoz fel a sejtekben, és a mikrobiológiai iparban lipidtermelőként használják őket.
Vírusok
26. ábra. Bakteriofág: A - fág modell; B - egy fág, amely beadta a DNS-ét egy sejtbe
Az orvostudományban a bakteriofágokat bizonyos betegségek, például vérhas kezelésére használják.
Ellenőrző kérdések:
1 ... Melyek a fonalas gombák morfológiai jellemzői és szaporodási módjai? 2. Milyen jellemzői vannak az élesztő szerkezetének és szaporodásának? 3. Mesélje el a prokarióták és eukarióták osztályozásának alapelveit! 4. Nevezze meg az eukarióta egyes osztályainak fő képviselőit és gyakorlati jelentőségét! 5. Ismertesse a vírusok és fágok súlyosságát és gyakorlati jelentőségét!
Anyagcsere a mikroorganizmusokban rendkívül változatos. Ez annak köszönhető, hogy a mikroorganizmusok képesek a szerves és ásványi anyagok széles skáláját felhasználni az anyagcseréhez. Ez a képesség annak köszönhető, hogy a mikroorganizmusokban sokféle enzim található. Az enzimek aktivitását befolyásolja a hőmérséklet, a pH és egyéb környezeti tényezők – környezeti vegyszerek hatása, sugárzó energia stb. egy enzim a mikroorganizmusok anyagcseréjét is befolyásolja.
Minden mikroorganizmustípust egy bizonyos enzimkészlet jellemez, amelyek folyamatosan jelen vannak a sejtben (ún. alkotó enzimek). Ugyanakkor bizonyos enzimeket a sejt csak akkor szintetizál, ha megfelelő szubsztrát jelenik meg a tápközegben. Ezeket az enzimeket ún induktív.
Hatásuk természeténél fogva az enzimek a sejt által a környezetbe kibocsátott exoenzimekre és endoenzimekre oszlanak. szorosan kapcsolódik a sejtszerkezetekhez (mitokondriumok, citoplazmatikus membrán és mezoszómák), és a sejten belül hatnak. Mind ezek, mind mások fontos szerepet játszanak a mikroorganizmusok anyagcseréjében. Az exozimek (általában hidrolázok) a sejten kívüli reakciókat katalizálják. Az endoenzimek közé tartoznak az oxidoreduktázok (redox enzimek), a transzferázok (transzferenzimek) stb., amelyek fontos szerepet játszanak az energiaanyagcserében.
Konstruktív anyagcsere a fő sejtkomponensek bioszintéziséből áll a tápközegből a sejtbe bejutott anyagokból. A konstruktív csere a biopolimerek négy fő típusának szintézisére irányul: fehérjék, nukleinsavak, poliszacharidok és lipidek. A szintézis egymást követő reakciók sorozataként megy végbe, különféle közbenső anyagcseretermékek képződésével. Ezenkívül a mikroorganizmusok bioszintetikus képességeinek fejlettségi szintjei eltérőek. Éppen ezért a mikroorganizmusok élesen különböznek egymástól tápanyagigényükben. Igényeiktől függetlenül a tápközegnek tartalmaznia kell minden olyan elemet, amely a mikroorganizmusok sejtjeiben található. A szénforrások tekintetében minden mikroorganizmust két nagy csoportra osztanak: autotrófok és heterotrófok ... Ennek megfelelően ezeknek a mikroorganizmusoknak a táplálkozási típusát autotrófnak vagy heterotrófnak nevezik. Azokat a mikroorganizmusokat, amelyek szervetlen szénforrást (CO 2) használnak a sejtanyagok bioszintéziséhez, autotrófoknak nevezzük. Azokat a mikroorganizmusokat, amelyek nem képesek a CO 2-t egyedüli szénforrásként használni, és szerves vegyületeket igényelnek, heterotrófoknak nevezzük. A legtöbb mikroorganizmus a heterotrófokhoz tartozik.
A sejtanyagok szintéziséhez sok heterotróf mikroorganizmus elsősorban szénhidrátokat és alkoholokat használ szénforrásként, de ezen kívül lipideket, fehérjéket, aminosavakat (szénvázukat) és jóval ritkábban szerves savakat is felhasználhat. A nitrogénforrás szempontjából a mikroorganizmusokat aminoautotrófokra és aminoheterotrófokra osztják. Az aminoautotrófok ásványi vegyületekből (nitrátok, nitritek, ammóniumsók stb.) asszimilálják a nitrogént. Az aminoheterotrófoknak kész szerves nitrogéntartalmú vegyületekre (fehérjékre, aminosavakra, purinokra, pirimidinekre) van szükségük, melyeket egyszerre használnak szén- és nitrogénforrásként.
A szaprofiták elpusztult állatok és növények szerves anyagával táplálkoznak. Ide tartoznak a rothadó baktériumok, fonalas gombák, aktinomicéták, élesztőgombák, erjedési folyamatokat okozó baktériumok stb.
Víz és tápanyag bevitel a környezetből és az anyagcseretermékek felszabadulása a mikroorganizmusokban a sejtek teljes felületén keresztül történik. A tápközeg anyagainak vízben vagy lipidekben oldhatónak kell lenniük, mivel csak oldott formában tudnak behatolni a mikrobasejtbe; az anyagcseretermékek oldott állapotban is kikerülnek a sejtből. A tápközeg oldhatatlan komplex szerves anyagait (fehérjéket, poliszacharidokat, zsírokat stb.) előzetesen a sejten kívül kisebb molekulatömegű, vízben oldódó vegyületekké (aminosavak, monoszacharidok, szerves savak stb.) bomlanak le. a külső környezetbe kerülő hidrolitikus mikroorganizmusok segítségével.enzimek.
A CPM-en keresztül passzív diffúzióval a sejtbe jutnak vízmolekulák, egyes gázok O 2, H 2, N 2, egyes ionok, amelyek koncentrációja a külső környezetben nagyobb, mint a sejtben. Az anyagok passzív átvitele addig megy végbe, amíg az anyagok koncentrációja a CPM mindkét oldalán kiegyenlítődik. A víz a fő anyag, amely passzív diffúzióval behatol a sejtbe.
A tápközegből csak azok a tápanyagok kerülnek a sejtbe, amelyekhez a CPM-ben megfelelő hordozók vannak, és ez a CPM szelektív permeabilitásának megnyilvánulása.
A permeázok erős szubsztrátspecifitással rendelkeznek, pl. mindegyik csak egy bizonyos anyagot hordoz. A hordozó kölcsönhatásba lép az anyaggal a CPM külső oldalán, és ez a komplex a CPM-en keresztül a CPM belső oldalára diffundál, a komplex szétesik, majd az anyag a citoplazmába kerül. Ezt követően a hordozók „befognak” bizonyos anyagcseretermékeket, kiveszik azokat a sejtből, és a folyamat megismétlődik. Így a tápközegből csak azok az anyagok kerülnek a sejtbe, amelyeknek a CPM-ben megfelelő hordozóanyaga van, és ez a CPM szelektív permeabilitását mutatja.
A hordozók segítségével a tápközeg oldott anyagainak szállítása megkönnyített diffúzióval és aktív transzporttal történik.
Könnyített diffúzió koncentráció gradiens mentén lép fel, mint a passzív diffúzió, szintén energiafelhasználás nélkül, de nagyobb sebességgel megy végbe.
27. ábra Anyagszállítás a citoplazma membránon keresztül:
a - citoplazma b - membrán; b - környezet: p - hordozó
Aktiv szállitás anyagok szembemennek a koncentráció gradienssel, azaz. alacsonyabb koncentrációról magasabbra, ami szükségszerűen energiaráfordítással jár együtt. A sejtbe kerülve az anyag szintén energiafelhasználással szabadul fel a hordozóból. Aktív transzport esetén egy anyag sejtbe jutásának sebessége a tápközegben lévő alacsony koncentrációnál is maximumot ér el, és ennek az anyagnak a sejtbeli koncentrációja jelentősen meghaladhatja a tápközegben lévő koncentrációját.
A prokarióták és az eukarióták transzportmechanizmusaikban különböznek egymástól - a prokariótákban a tápanyagok szelektív bevitele aktív transzporttal, eukariótákban elősegített diffúzióval történik. Az anyagcseretermékek eltávolítása a mikroorganizmusok sejtjéből leggyakrabban elősegített diffúzióval történik.
A mikroorganizmusok modern osztályozását (csoportosítását) 1980-ban javasolta egy amerikai mikrobiológus Burgey... E besorolás szerint a mikrobák egész világa három birodalomra oszlik: baktériumok, gombák, vírusok.
Kik ők? Hogy megtudjam, az iskolai könyvtárhoz fordultam, ahol a könyvtárosunk segített az irodalommal való munkában a választ keresve.
Név mikroorganizmusok a latin mikro 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 jelentek meg a Földön! Különféle formájúak. Egyesek mozdulatlanok, míg másoknak csillók vagy flagellák vannak, amelyekkel együtt mozognak.
A legtöbb mikroba levegőt lélegzik - ez van aerobok.
Mások számára a levegő káros – az anaerobok.
A világosztályozásban a mikrobákat a következőkre osztják kórokozó(betegséget okozó) és nem patogén mikrobák... Ide tartoznak a baktériumok, vírusok, alacsonyabb mikroszkopikus méretű gombák (nyálkahártya, élesztő) és algák, protozoák (
).
1. számú melléklet
A mikroorganizmusok osztályozása
A körülöttem lévő világ tanulságaiból megtudtam, hogy a korábban mikroszkopikus növényeknek tekintett baktériumok mára a baktériumok független birodalmává izolálódnak – a jelenlegi osztályozási rendszerben a négy közül a növények, állatok és gombák mellett.
(más görögül - bacillus) olyan egysejtű mikroorganizmusok, amelyeket sejtes hasonlóságok jellemeznek, és különböző formájúak: gömb alakú - cocci, rúd alakú - bacilusok, ívelt - vibrios, spirál - spirilla, lánc formájában - streptococcusok, csokor formájában - staphylococcusok (
).
2. függelék
A baktériumok osztályozása alak szerint
| A baktérium neve | A baktériumok alakja | Kép a baktériumokról |
| Cocchi | Gömbölyű | |
| Bacilus | Rúd alakú | |
| Vibrió baktérium | Ívelt, vessző formájában |  |
| Spirillum | Spirál |  |
| Streptococcusok | Lánc |  |
| Staphylococcusok | Csokrok |  |
| Diplococcusok | Két kerek baktérium egy kapszulában |
Jelenleg körülbelül tízezer baktériumfajt írtak le. A mikrobiológiai rész a baktériumok vizsgálatával foglalkozik bakteriológia.
(Latin vírusméreg) - a legprimitívebb élőlények a Földön, mérete 20-300 nm. Csak a test élő sejtjeiben szaporodnak. Nincs sejtszerkezetük. Szabad állapotban nem mennek végbe bennük anyagcsere-folyamatok.
(alsó) egysejtű gombák. Ilyen gombák közé tartozik a jól ismert fehérpenész ( gomba nyálka). Az ilyen gomba gyakran kenyéren vagy zöldségeken fejlődik ki, és először vattának tűnik - fehér bolyhos anyag, amely fokozatosan feketévé válik. Annak ellenére, hogy a nyálka 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 egy sejtből áll ( csillók, amőba, euglena zöld...).
Így az általam vizsgált osztályozás szerint hatalmas számú mikroorganizmus létezik és szaporodik az egyes típusok számára kényelmes körülmények között. A mikroorganizmusok mindegyik típusa az élőhelyétől függ, és meghatározott funkciókat lát el.