В бактериалната клетка няма ядро, хромозомите са свободно разположени в цитоплазмата. Освен това в бактериалната клетка няма мембранни органели: митохондрии, ER, апарат на Голджи и др. Отвън клетъчната мембрана е покрита с клетъчна стена.

Повечето бактерии се движат пасивно, използвайки водни или въздушни течения. Само някои от тях имат органели на движение - флагели. Прокариотните камшичета са много прости по структура и се състоят от флагелин протеин, който образува кух цилиндър с диаметър 10–20 nm. Те се завинтват в средата, придвижвайки клетката напред. Очевидно това е единствената структура, известна в природата, която използва принципа на колелото.

Според формата си бактериите се делят на няколко групи:

Cocci (имат заоблена форма);
- бацили (имат пръчковидна форма);
- спирила (имат формата на спирала);
- вибриони (имат формата на запетая).

Според метода на дишане бактериите се делят на аероби (повечето бактерии) и анаероби (причинители на тетанус, ботулизъм, газова гангрена). Първите се нуждаят от кислород, за да дишат, за вторите кислородът е безполезен или дори отровен.

Протоплазмата на бактериите, подобно на тази на еукариотите, е заобиколена от плазмена мембрана. Мезозомите, участващи в процеса на дишане, бактериохлорофилът и други пигменти се намират в торбовидни, тръбни или ламеларни инвагинации на мембраната.

Генетичният материал на прокариотите не образува ядро, а се намира директно в цитоплазмата. Бактериалната ДНК е единична кръгова молекула, всяка от които се състои от хиляди и милиони базови двойки. Геномът на бактериалната клетка е много по-прост от този на клетките на по-напреднали същества: средно бактериалната ДНК съдържа няколко хиляди гена.

В прокариотните клетки няма ендоплазмен ретикулум и рибозомите се носят свободно в цитоплазмата. Не в прокариоти и митохондрии; част от тяхната функция се изпълнява от клетъчната мембрана.

Подвижността на бактериите се осигурява от флагели. Бактериите се размножават чрез делене приблизително на всеки 20 минути (при благоприятни условия). ДНК се репликира, всяка дъщерна клетка получава собствено копие на родителската ДНК. Възможно е също да се прехвърля ДНК между неделящи се клетки (чрез улавяне на "гола" ДНК, с помощта на бактериофаги или чрез конюгация, когато бактериите са свързани помежду си чрез копулаторни фимбрии), но няма увеличение на броя на лица. Размножаването се възпрепятства от слънчевите лъчи и продуктите от собствената им жизнена дейност.

Поведението на бактериите не е особено сложно. Химическите рецептори регистрират промените в киселинността на средата и концентрацията на различни вещества: захари, аминокиселини, кислород. Много бактерии реагират на промени в температурата или светлината, а някои бактерии могат да усетят магнитното поле на Земята. При неблагоприятни условия бактерията е покрита с плътна обвивка, цитоплазмата се дехидратира и жизнената активност почти спира. В това състояние спорите на бактериите могат да останат с часове в дълбок вакуум, да издържат на температури от -240 ° C до +100 ° C.

Микроорганизмите (микробите) са едноклетъчни организми с размер под 0,1 мм, които не могат да се видят с просто око. Те включват бактерии, микроводорасли, някои нисши нишковидни гъби, дрожди и протозои (фиг. 1). Микробиологията ги изучава.

Ориз. 1. Обекти на микробиологията.

На фиг. 2. можете да видите някои представители на едноклетъчните протозои. Понякога обектите на тази наука включват най-примитивните организми на Земята - вируси, които нямат клетъчна структура и представляват комплекси от нуклеинови киселини (генетичен материал) и протеин. По-често те се изолират в напълно отделна област на изследване (вирусология), тъй като микробиологията е по-скоро насочена към изучаване на микроскопични едноклетъчни организми.

Ориз. 2. Отделни представители на едноклетъчните еукариоти (протозои).

Науки като алгология и микология, които изучават съответно водорасли и гъби, са отделни дисциплини, припокриващи се с микробиологията в случай на изследване на микроскопични живи обекти. Бактериологията е истинският клон на микробиологията. Тази наука се занимава с изучаването на изключително прокариотни микроорганизми (фиг. 3).

Ориз. 3. Схема на прокариотна клетка.

За разлика от еукариотите, които включват всички многоклетъчни организми, както и протозои, микроскопични водорасли и гъби, прокариотите нямат формализирано ядро, съдържащо генетичен материал и реални органели (постоянни специализирани клетъчни структури).

Прокариотите включват същинските бактерии и археите, които според съвременната класификация се обозначават като домени (надцарства) на Archaea и Eubacteria (фиг. 4).

Ориз. 4. Области на съвременната биологична класификация.

Характеристики на структурата на бактериите

Бактериите са важно звено в кръговрата на веществата в природата, те разлагат растителни и животински останки, пречистват замърсените с органични вещества водоеми и модифицират неорганичните съединения. Без тях животът на земята не би съществувал. Тези микроорганизми са разпространени навсякъде, в почвата, водата, въздуха, животинските и растителни организми.

Бактериите се различават по следните морфологични характеристики:

1. Формата на клетките (закръглена, пръчковидна, нишковидна, извита, спирална, както и различни преходни опции и звездовидна конфигурация).
2. Наличието на устройства за движение (фиксирани, флагелирани, поради секрецията на слуз).
3. Артикулация на клетките една с друга (изолирани, свързани под формата на двойки, гранули, разклонени форми).

Сред структурите, образувани от заоблени бактерии (коки), се изолират клетки, които са в двойка след разделяне и след това се разпадат на единични образувания (микрококи) или остават заедно през цялото време (диплококи). Квадратна структура от четири клетки се образува от тетракоки, верига се образува от стрептококи, гранула от 8-64 единици се образува от сарцини, клъстери се образуват от стафилококи.

Пръчковидните бактерии са представени от различни форми поради голямата вариабилност в дължината на клетката (0,1–15 µm) и дебелината (0,1–2 µm). Формата на последния също зависи от способността на бактериите да образуват спори - структури с дебела обвивка, която позволява на микроорганизмите да оцелеят при неблагоприятни условия. Клетките с тази способност се наричат ​​бацили, а тези, които нямат такива свойства, са просто пръчковидни бактерии.

Специални модификации на пръчковидни бактерии са нишковидни (удължени) форми, вериги и разклонени структури. Последният се образува от актиномицети на определен етап на развитие. "Кривите" пръчки се наричат ​​свити бактерии, сред които се отличават вибриони; спирила с две завои (15-20 микрона); спирохети, наподобяващи вълнообразни линии. Дължините на клетките им са съответно 1-3, 15-20 и 20-30 µm. На фиг. 5 и 6 показват основните морфологични форми на бактериите, както и видовете разположение на спорите в клетката.

Ориз. 5. Основни форми на бактериите.

Ориз. 6. Бактерии според вида на разположението на спорите в клетката. 1, 4 - в центъра; 2, 3, 5 - крайно местоположение; 6 - отстрани.

Основните клетъчни структури на бактериите: нуклеоид (генетичен материал), предназначен за синтез на протеини, рибозоми, цитоплазмена мембрана (част от клетъчната мембрана), която при много представители е допълнително защитена отгоре, капсула и лигавица (фиг. 7). ).

Ориз. 7. Схема на бактериална клетка.

Според класификацията на бактериите се разграничават повече от 20 вида. Например, изключително термофилни (любители на високи температури) Aquificae, анаеробни пръчковидни бактерии Bacteroidetes. Но най-доминиращият тип, който включва различни представители, е Actinobacteria. Той включва бифидобактерии, лактобацили, актиномицети. Уникалността на последния се състои в способността да се образува мицел на определен етап от развитието.

В обикновените хора това се нарича мицел. Наистина, разклоненията на актиномицетните клетки наподобяват хифите на гъбите. Въпреки тази характеристика, актиномицетите се класифицират като бактерии, тъй като са прокариоти. Естествено, техните клетки са по-малко сходни по структурни характеристики с гъбичките.

Актиномицетите (фиг. 8) са бавно растящи бактерии и следователно не могат да се конкурират за лесно достъпни субстрати. Те са в състояние да разлагат вещества, които други микроорганизми не могат да използват като източник на въглерод, по-специално нефтени въглеводороди. Поради това актиномицетите се изучават интензивно в областта на биотехнологиите.

Някои представители се концентрират в райони на нефтени полета и създават специален бактериален филтър, който предотвратява проникването на въглеводороди в атмосферата. Актиномицетите са активни производители на практически ценни съединения: витамини, мастни киселини, антибиотици.

Ориз. 8. Представителен актиномицет Nocardia.

Гъбите в микробиологията

Обект на микробиологията са само долните плесенни гъби (по-специално rhizopus, mucor). Както всички гъби, те не са в състояние сами да синтезират вещества и се нуждаят от хранителна среда. Мицелът на по-ниските представители на това царство е примитивен, не е разделен от прегради. Специална ниша в микробиологичните изследвания заемат дрождите (фиг. 9), които се отличават с липсата на мицел.

Ориз. 9. Форми на колонии от дрождени култури върху хранителна среда.

В момента са събрани много знания за техните полезни свойства. Въпреки това дрождите продължават да се изследват за способността им да синтезират практически ценни органични съединения и се използват активно като моделни организми в генетични експерименти. От древни времена дрождите се използват в процесите на ферментация. Метаболизмът варира от човек на човек. Следователно, за определен процес, някои дрожди са по-подходящи от други.

Например Saccharomyces beticus, който е по-устойчив на високи концентрации на алкохол, се използва за създаване на силни вина (до 24%). Докато дрождите S. cerevisiae могат да произвеждат по-ниски концентрации на етанол. Според направленията на тяхното приложение дрождите се разделят на фуражни, хлебни, бирени, спиртни, винени.

патогени

Патогенни или болестотворни микроорганизми се срещат навсякъде. Наред с добре познатите вируси: грип, хепатит, морбили, ХИВ и други опасни микроорганизми са рикетсии, както и стрепто- и стафилококи, които причиняват отравяне на кръвта. Сред пръчковидни бактерии има много патогени. Например дифтерия, туберкулоза, коремен тиф (фиг. 10). Сред протозоите се срещат много представители на опасни за хората микроорганизми, по-специално малариен плазмодий, токсоплазма, лайшмания, лямблия, трихомонада, патогенна амеба.

Ориз. 10. Снимка на бактерията Bacillus anthracis, която причинява антракс.

Много актиномицети не са опасни за хората и животните. Въпреки това, много патогенни представители се срещат сред микобактериите, които причиняват туберкулоза, проказа (лепра). Някои актиномицети инициират заболяване като актиномикоза, придружено от образуване на грануломи, понякога повишаване на телесната температура. Някои видове плесени са способни да произвеждат токсични за хората вещества - микотоксини. Например, някои представители на рода Aspergillus, Fusarium. Патогенните гъби причиняват група заболявания, наречени микози. И така, кандидозата или, просто казано, млечницата се причинява от гъбички, подобни на дрожди (фиг. 11). Те винаги се съдържат в човешкото тяло, но се активират само когато имунитетът е отслабен.

Ориз. 11. Candida гъбички - причинител на млечница.

Гъбичките могат да причинят различни кожни лезии, по-специално всички видове лишеи, с изключение на херпес зостер (херпес), който се причинява от вирус. Дрожди Malassezia - постоянни обитатели на човешката кожа със спад в активността на имунната система могат да причинят. Не бягайте веднага да си миете ръцете. Дрождите и опортюнистични бактерии в добро здраве изпълняват важна функция, предотвратявайки развитието на патогени.

Вирусите като обект на микробиологията

Вирусите са най-примитивните организми на земята. В свободно състояние в тях не протичат метаболитни процеси. Едва когато навлязат в клетката гостоприемник, вирусите започват да се размножават. Във всички живи организми носител на генетичен материал е дезоксирибонуклеиновата киселина (ДНК). Само сред вирусите има представители с генетична последователност като рибонуклеинова киселина (РНК).

Често вирусите не се класифицират като истински живи организми.

Морфологията на вирусите е много разнообразна (фиг. 12). Обикновено техните диаметрални размери варират от 20 до 300 nm.

Ориз. 12. Разнообразие от вирусни частици.

Отделните представители достигат дължина от 1-1,5 микрона. Структурата на вируса се състои в обграждането на генетичния материал със специална протеинова рамка (капсид), която се отличава с разнообразие от форми (спирална, икосаедрична, сферична). Някои вируси също имат обвивка отгоре, образувана от мембраната на клетката гостоприемник (суперкапсид). Например (фиг. 13) е известен като причинител на болестта, наречена (СПИН). Съдържа РНК като генетичен материал, засяга определен тип клетки на имунната система (Т-лимфоцити помощници).

Ориз. 13. Структурата на човешкия имунодефицитен вирус.

Понятието микроорганизми

Микроорганизмиса организми, невидими с просто око поради малкия си размер.

Критерият за размера е единственият, който ги обединява.

Иначе светът на микроорганизмите е дори по-разнообразен от света на макроорганизмите.

Според съвременната таксономия, микроорганизми към 3 царства:

• Vira - вируси;
• Eucariotae - протозои и гъби;
• Procariotae - същински бактерии, рикетсии, хламидии, микоплазми, спирохети, актиномицети.

Точно както за растенията и животните се използва наименованието микроорганизми двоична номенклатура,родово и специфично име.

Ако изследователите не могат да определят видовата принадлежност и се определя само принадлежността към рода, тогава се използва терминът вид. Най-често това се случва при идентифициране на микроорганизми, които имат нетрадиционни хранителни нужди или условия на живот. Име на родаобикновено или въз основа на морфологичния признак на съответния микроорганизъм (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium), или произлиза от името на автора, който е открил или изучавал този патоген (Neisseria, Shig-ella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

конкретно имечесто се свързва с името на основното заболяване, причинено от този микроорганизъм (Vibrio cholerae - холера, Shigella dysenteriae - дизентерия, Mycobacterium tuberculosis - туберкулоза) или с основното местообитание (Escherihia coli - Escherichia coli).

Освен това в рускоезичната медицинска литература е възможно да се използва съответното русифицирано име на бактерии (вместо Staphylococcus epidermidis - епидермален стафилокок; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus и др.).

Царството на прокариотите

включва отдел цианобактерии и отдел еубактерии, които от своя страна, подразделени напоръчки:

• всъщност бактерии (отдели Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• актиномицети;
• спирохети;
• рикетсия;
• хламидия.

Поръчките са разделени на групи.

прокариотиразличавам се от еукариотзащото Нямам:

• морфологично оформено ядро ​​(няма ядрена мембрана и няма ядро), негов еквивалент е нуклеоидът или генофорът, който е затворена кръгова двойноверижна ДНК молекула, прикрепена в една точка към цитоплазмената мембрана; по аналогия с еукариотите, тази молекула се нарича хромозомна бактерия;
• мрежест апарат на Голджи;
• ендоплазмения ретикулум;
• митохондриите.

Има и редица знациили органела,характерни за много, но не всички прокариоти, които позволяват ги различава от еукариотите:

• множество инвагинации на цитоплазмената мембрана, които се наричат ​​мезозоми, те са свързани с нуклеоида и участват в клетъчното делене, спорулацията и дишането на бактериалната клетка;
• специфичен компонент на клетъчната стена е муреинът, според химичната структура е пептидогликан (диаминопиемова киселина);
• Плазмидите са автономно репликиране на пръстеновидни молекули на двойноверижна ДНК с молекулно тегло, по-малко от бактериалната хромозома. Те се намират заедно с нуклеоида в цитоплазмата, въпреки че могат да бъдат интегрирани в нея, и носят наследствена информация, която не е жизненоважна за микробната клетка, но й осигурява определени селективни предимства в околната среда.

Най-известният:

F-плазмиди, осигуряващи трансфер на конюгация

между бактерии;

R-плазмидите са плазмиди за лекарствена резистентност, които циркулират сред гените на бактериите, които определят резистентността към химиотерапевтични средства, използвани за лечение на различни заболявания.

бактерии

Прокариотни, предимно едноклетъчни микроорганизми, които също могат да образуват асоциации (групи) от подобни клетки, характеризиращи се с клетъчни, но не и организмови сходства.

Основни таксономични критерии,което позволява да се причислят бактериалните щамове към една или друга група:

• морфология на микробните клетки (коки, пръчици, извити);
• връзка с оцветяването по Грам - тинкториални свойства (грам-положителни и грам-отрицателни);
• вид биологично окисление - аероби, факултативни анаероби, облигатни анаероби;
• способност за спороношение.

По-нататъшната диференциация на групите в семейства, родове и видове, които са основната таксономична категория, се извършва въз основа на изследването на биохимичните свойства. Този принцип е в основата на класификацията на бактериите, дадена в специални указания - детерминанти на бактериите.

Прегледе еволюционно установена съвкупност от индивиди с един генотип, който при стандартни условия се проявява със сходни морфологични, физиологични, биохимични характеристики.

За патогенните бактерии определението "вид" се допълва от способността да причиняват определени нозологични форми на заболявания.

Съществува вътревидова диференциация на бактерииНанастроики:

• според биологичните свойства - биовари или биотипове;
• биохимична активност - ферментатори;
• антигенна структура - серовари или serotzhy;
• чувствителност към бактериофаги - фаговари или фагови типове;
• резистентност към антибиотици - устойчиви продукти.

В микробиологията широко се използват специални термини - култура, щам, клонинг.

културае колекция от бактерии, видими за окото върху хранителни среди.

Културите могат да бъдат чисти (набор от бактерии от един вид) и смесени (набор от бактерии от 2 или повече вида).

Прецедетее съвкупност от бактерии от един и същи вид, изолирани от различни източници или от един и същ източник по различно време.

Щамовете могат да се различават по някои характеристики, които не надхвърлят характеристиките на вида. Клонинг- колекция от бактерии, които са потомци на една клетка.

Хората се опитват да намерят нови начини да се предпазят от тяхното вредно влияние. Но има и полезни микроорганизми: те допринасят за узряването на крема, образуването на нитрати за растенията, разлагането на мъртва тъкан и т.н. Микроорганизмите живеят във вода, почва, въздух, върху тялото на живите организми и вътре в тях.

Форми на бактерии

Има 4 основни форми на бактериите, а именно:

1. Микрококи – разположени отделно или в неправилни групи. Обикновено са неподвижни.
2. Диплококите са разположени по двойки, в тялото могат да бъдат заобиколени от капсула.
3. Стрептококите се срещат във вериги.
4. Сарцините образуват клъстери от клетки, които са оформени като пакети.
5. Стафилококи. В резултат на процеса на разделяне те не се разминават, а образуват клъстери (гроздове).

Бактерията има сложна структура:

• Стенаклетките предпазват едноклетъчния организъм от външни влияния, придават определена форма, осигуряват хранене и запазват вътрешното му съдържание.
• цитоплазмена мембранасъдържа ензими, участва в процеса на възпроизводство, биосинтеза на компоненти.
• Цитоплазмаслужи за изпълнение на жизненоважни функции. При много видове цитоплазмата съдържа ДНК, рибозоми, различни гранули и колоидна фаза.
• Нуклеоид- Това е ядрен регион с неправилна форма, в който се намира ДНК.
• Капсулае повърхностна структура, която прави черупката по-издръжлива, предпазва от повреда и изсъхване. Тази мукозна структура има дебелина повече от 0,2 µm. С по-малка дебелина се нарича микрокапсула.Понякога около черупката е слуз, който няма ясни граници и е разтворим във вода.
• камшичетанаречени повърхностни структури, които служат за движение на клетки в течна среда или върху твърда повърхност.
• пиене- нишковидни образувания, много по-тънки и по-малки от камшичетата. Те са от различни видове, различни по предназначение, структура. Пили са необходими, за да прикрепят тялото към засегнатата клетка.
• полемика. Спорообразуването възниква при неблагоприятни условия, които служат за адаптиране на вида или неговото опазване.

Предлагаме да разгледаме основните видове бактерии:

Хранителните вещества влизат в клетката през цялата й повърхност. Микроорганизмите са широко разпространени поради наличието на различни видове храна в тях. За живота те се нуждаят от различни елементи: въглерод, фосфор, азот и др. Регулирането на приема на хранителни вещества се извършва с помощта на мембрана.

Видът на храненето се определя от това как се извършва усвояването на въглерода и азота и от вида на енергийния източник. Някои от тях могат да получат тези елементи от въздуха, да използват слънчева енергия, докато други се нуждаят от вещества от органичен произход, за да съществуват. Всички те се нуждаят от витамини, аминокиселини, които могат да играят ролята на катализатори за реакциите, протичащи в тялото им. Отстраняването на веществата от клетката става поради процеса на дифузия.

При много видове микроорганизми кислородът играе важна роля в метаболизма и дишането. В резултат на дишането се отделя енергия, която те използват за образуване на органични съединения. Но има бактерии, за които кислородът е смъртоносен.

Възпроизвеждането става чрез делене на клетката на две части. След като достигне определен размер, започва процесът на разделяне. Клетката се удължава и в нея се образува напречна преграда. Получените части се разминават, но някои видове остават свързани и образуват клъстери. Всяка от новообразуваните части се храни и расте като самостоятелен организъм. Когато попадне в благоприятна среда, процесът на възпроизвеждане протича с висока скорост.

Микроорганизмите са в състояние да разграждат сложни вещества до прости, които след това могат да бъдат използвани повторно от растенията. Следователно бактериите са незаменими в циркулацията на веществата, без тях много важни процеси на Земята биха били невъзможни.

Знаеш ли?

Заключение: Не забравяйте да миете ръцете си всеки път, когато се приберете у дома, след като сте били навън. Измийте ръцете си със сапун, когато отидете до тоалетната. Просто правило, но колко важно! Поддържайте чистота и бактериите няма да ви безпокоят!

За да консолидирате материала, ви предлагаме да преминете през нашите вълнуващи задачи. Късмет!

Задача номер 1

Разгледайте внимателно снимката и ми кажете коя от тези клетки е бактериална? Опитайте се да наименувате останалите клетки, без да гледате уликите:

2.2. Класификация и морфология на бактериите

Класификация на бактериите. Решението на Международния кодекс за бактериите препоръчва следните таксономични категории: клас, отдел, разред, семейство, род, вид. Името на вида съответства на бинарната номенклатура, т.е. състои се от две думи. Например, причинителят на сифилис е написан като трепонема палидум. Първата дума - на-

заглавието на рода и се пише с главна буква, втората дума обозначава вида и се пише с малка буква. Когато даден вид се споменава отново, родовото име се съкращава до началната буква, например: T.палидум.

Бактериите са прокариоти, т.е. предядрени организми, тъй като имат примитивно ядро ​​без черупка, ядро, хистони. и в цитоплазмата няма високо организирани органели (митохондрии, апарат на Голджи, лизозоми и др.)

В стария Ръководство на Бърджи по систематична бактериология бактериите са разделени на 4 раздела според характеристиките на клетъчната стена на бактериите: Gracilicutes - еубактерии с тънка клетъчна стена, грам-отрицателни; Фирмикути - дебелостенни еубактерии, Грам-положителни; Тенерикути - еубактерии без клетъчна стена; Mendosicutes - архебактерии с дефектна клетъчна стена.

Всяка секция беше разделена на секции или групи според оцветяването по Грам, формата на клетката, потребността от кислород, мобилността, метаболитните и хранителните характеристики.

Според 2-ро издание (2001) на РъководствотоBergey, бактериите са разделени на 2 домейна:"Бактерии" и "Археи" (Таблица 2.1).

Таблица. Характеристики на домейнабактерииИАрхея

*Сред тънкостенните Грам-отрицателни еубактерииразличавам:

сферични форми или коки (гонококи, менингококи, veillonella);

извити форми - спирохети и спирили;

пръчковидни форми, включително рикетсии.

** Към дебелостенни грам-положителни еубактериивключват:

сферични форми или коки (стафилококи, стрептококи, пневмококи);

пръчковидни форми, както и актиномицети (разклонени, нишковидни бактерии), коринебактерии (булковидни бактерии), микобактерии и бифидобактерии (фиг. 2.1).

Повечето грам-отрицателни бактерии са групирани под типа Proteobacteria. въз основа на сходството в рибозомната РНК "Proteobacteria" - по името на гръцкия бог Протей. приемайки различни форми). Те се появяват от общата фотосинтеза тик прародител.

Грам-положителните бактерии, според изследваните рибозомни РНК последователности, са отделна филогенетична група с две големи подразделения - с високо и ниско съотношение Ж+ ° С (генетично сходство). Подобно на протеобактериите, тази група е метаболитно разнообразна.

Към домейна "бактерии» включва 22 вида, от коитоСледните са от медицинско значение:

ТипПротеобактерии

КласАлфапротеобактерии. раждане: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella

КласБетапротеобактерии. раждане: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum

КласГамапротеобактерии. раждане: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Yersinia, Pasteurella

КласДелтапротеобактерии. Род: Bilophila

КласЕпсилонпротеобактерии. раждане: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella

ТипФирмикути (основенначинграмполо­ резидент)

КласКлостридии. раждане: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (грам-отрицателни)

Клас Mollicutes. Родове: Mycoplasma, Ureaplasma

Класбацили. раждане: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus

ТипАктинобактерии

КласАктинобактерии. раждане: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella

ТипClamydiae

Клас Clamydiae. раждане: Clamydia, Clamydophila

ТипСпирохети

КласСпирохети. раждане: Спирохета, Борелия, Трепонема, Лептоспира

Тип Bacteroidetes

КласБактероидите. раждане: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella

КласФлавобактерии. Раждане: Flavobacterium

Подразделянето на бактериите според структурните характеристики на клетъчната стена е свързано с възможната променливост на оцветяването им в един или друг цвят според метода на Грам. Според този метод, предложен през 1884 г. от датския учен Х. Грам, в зависимост от резултатите от оцветяването бактериите се разделят на грам-положителни, оцветени в синьо-виолетово и грам-отрицателни, оцветени в червено. Оказа се обаче, че бактериите с така наречения грам-положителен тип клетъчна стена (по-дебели от тези на грам-отрицателните бактерии), например бактериите от рода Mobiluncus и някои спорообразуващи бактерии, вместо обичайните грам -положителен цвят, имат грам-отрицателен цвят. Следователно за таксономията на бактериите характеристиките на структурата и химичния състав на клетъчните стени са от по-голямо значение, отколкото оцветяването по Грам.

2.2.1. Форми на бактерии

Има няколко основни форми на бактерии (виж фиг. 2.1) - кокоидни, пръчковидни, извити и разклонени, нишковидни форми на бактерии.

Сферични форми или коки,- сферични бактерии с размер 0,5-1,0 микрона *, които се разделят по взаимно разположение на микрококи, диплококи, стрептококи, тетракоки, сарцини Истафилококи.

микрококи(от гръцки. микрони - малки) - отделно разположени клетки.

диплококи(от гръцки. дипломи - двойни) или сдвоени коки, подредени по двойки (пневмококи, гонококи, менингококи), тъй като клетките не се разминават след разделяне. Пневмококи (причинителят на пневмония) има копиевидна форма от противоположните страни и гонокок(причинител на гонорея) и менингококи (причинител на епидемичен менингит) имат формата на кафеени зърна, обърнати едно към друго с вдлъбната повърхност.

стрептококи(от гръцки. streptos - верига) - клетки със заоблена или удължена форма, които образуват верига поради клетъчно делене в една и съща равнина и поддържане на връзката между тях на мястото на делене.

Сарчинс(от лат. Сарчина - сноп, бала) са подредени под формата на пакети от 8 или повече коки, тъй като се образуват по време на клетъчното делене в три взаимно перпендикулярни равнини.

Стафилококи(от гръцки. стафил - грозд) - коки,подредени под формата на чепка грозде в резултат на разделяне в различни равнини.

пръчковидни бактериисе различават по размер, форма на краищата на клетката и взаимно разположение на клетките. Дължината на клетката варира от 1,0 до 10 µm, дебелината - от 0,5 до 2,0 µm. Пръчиците могат да бъдат правилни (E. coli и др.) И неправилни (Corynebacterium Ии т.н.) форми, включително разклонения, например в актиномицети. Рикетсиите са сред най-малките пръчковидни бактерии.

Краищата на пръчките могат да бъдат, така да се каже, отрязани (антраксен бацил), закръглени (Е. coli), заострени (фузобактерии) или под формата на удебеляване. В последния случай пръчката прилича на боздуган (Corynebacterium diphtheria).

Леко извитите пръчици се наричат ​​вибриони (Vibrio cholerae). Повечето пръчковидни бактерии са подредени произволно, тъй като след делене клетките се разминават. Ако клетките останат свързани след разделянето,

mi общи фрагменти на клетъчната стена и не се разминават, те са разположени под ъгъл един спрямо друг (коринебактериум дифтерия) или образуват верига (антраксен бацил).

Заплетени форми- спираловидни бактерии, например спирила, имащи вид на извити клетки с форма на тирбушон. Патогенната спирила е причинителят на содоку (болест на ухапване от плъх). Изкривените включват също кампилобактер и хеликобактерии, които имат извивкикато крилото на летяща чайка; близки до тях са бактерии като спирохети. Спирохети- тънък, дълъг, усукан

спираловидни) бактерии, които се различават от спирила по подвижност поради промени в флексията в клетките. Спирохетите са изградени от външна мембрана

клетъчна стена), обграждаща протоплазмения цилиндър с цитоплазмена мембрана и аксиална нишка (аксистил). Аксиалната нишка е разположена под външната мембрана на клетъчната стена (в периплазмата) и сякаш се усуква около протоплазмения цилиндър на спирохетата, придавайки му спирална форма (първични вихри на спирохети). Аксиалната нишка се състои от периплазмени фибрили, аналози на бактериалните флагели, и е контрактилен протеин, флагелин. Фибрилите са прикрепени към краищата на клетката (фиг. 2.2) и са насочени един към друг. Другият край на фибрилите е свободен. Броят и разположението на фибрилите варира при различните видове. Фибрилите участват в движението на спирохетите, придавайки на клетките ротационно, флексионно и транслационно движение. В този случай спирохетите образуват бримки, къдрици, завои, които се наричат ​​вторични къдрици. Спирохети

багрилата се възприемат слабо. Обикновено те са оцветени по Романовски-Гимза или посребрени. Живите спирохети се изследват с помощта на фазово-контрастна или тъмнополева микроскопия.

Спирохетите са представени от 3 рода, патогенни за хората: трепонема, Борелия, Лептоспира.

трепонема(род Treponema) имат вид на тънки нишки, усукани с тирбушон, с 8-12 еднакви малки къдрици. Около протопласта на трепонема има 3-4 фибрили (флагели). Цитоплазмата съдържа цитоплазмени нишки. Патогенните представители са T.палидум - причинител на сифилис T.pertenue - причинителят на тропическа болест - фрам безия. Има и сапрофити - обитатели на човешката устна кухина, тиня от резервоари.

Борелия(род Борелия), за разлика от трепонемите, те са по-дълги, имат 3-8 големи къдрици и 7-20 фибрили. Те включват причинителя на рецидивираща треска (IN.recurrentis) и причинители на Лаймска болест (IN.бургдорфери и т.н.).

Лептоспира(род Лептоспира) имат къдрици плитки и чести - под формата на усукано въже. Краищата на тези спирохети са извити като куки с удебеления в краищата. Образувайки вторични къдрици, те приемат формата на букви С или с; имат 2 аксиални нишки (флагели). Патогенен представител Л. в­ terrogans причинява лептоспироза при поглъщане с вода или храна, което води до развитие на кръвоизливи и жълтеница.

в цитоплазмата и някои в ядрото на заразените клетки. Те живеят в членестоноги (въшки, бълхи, кърлежи), които са техни гостоприемници или преносители. Rickettsia получи името си от X. T. Ricketts, американски учен, който пръв описа един от патогените (петниста треска на Скалистите планини). Формата и размерът на рикетсията може да варира (клетъчни с неправилна форма, нишковидни) в зависимост от условията на растеж. Структурата на рикетсията не се различава от тази на грам-отрицателните бактерии.

Рикетсиите имат метаболизъм, независим от клетката гостоприемник, но е възможно те да получават макроергични съединения от клетката гостоприемник за тяхното размножаване. В петна и тъкани те се оцветяват според Романовски-Гимза, според Макиавело-Здродовски (рикетсиите са червени, а заразените клетки са сини).

Рикетсиите причиняват епидемичен тиф при хората. (рикетсия prowazekii), рикетсиоза, пренасяна от кърлежи (Р. sibirica), Петниста треска на Скалистите планини (Р. рикетсии) и други рикетсиози.

Елементарните тела навлизат в епителната клетка чрез ендоцитоза с образуването на вътреклетъчна вакуола. Вътре в клетките те се увеличават и се превръщат в делящи се ретикуларни тела, образувайки клъстери във вакуоли (включвания). От ретикуларните телца се образуват елементарни телца, които излизат от клетките чрез екзоцитоза или клетъчен лизис. Излязъл от

елементарните телесни клетки влизат в нов цикъл, заразявайки други клетки (фиг. 16.11.1). При хората хламидията причинява увреждане на очите (трахома, конюнктивит), урогениталния тракт, белите дробове и др.

актиномицети- разклонени, нишковидни или пръчковидни грам-положителни бактерии. Името му (от гръцки. actis - Рей, майки - гъба), получени във връзка с образуването на друзи в засегнатите тъкани - гранули от плътно преплетени нишки под формата на лъчи, простиращи се от центъра и завършващи с удебеления с форма на крушка. Актиномицетите, подобно на гъбите, образуват мицел - нишковидни преплитащи се клетки (хифи). Те образуват субстратен мицел, който се образува в резултат на растежа на клетките в хранителната среда и въздуха, растящ на повърхността на средата. Актиномицетите могат да се делят чрез фрагментиране на мицела на клетки, подобни на пръчковидни и кокообразни бактерии. Върху въздушните хифи на актиномицетите се образуват спори, които служат за размножаване. Спорите на актиномицетите обикновено не са устойчиви на топлина.

Общ филогенетичен клон с актиномицетите се формира от така наречените нокарди-подобни (нокардиоформни) актиномицети, колективна група от пръчковидни бактерии с неправилна форма. Отделните им представители образуват разклонени форми. Те включват бактерии от родовете Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Нокардиоподобните актиномицети се отличават с наличието в клетъчната стена на захари от арабиноза, галактоза, както и миколови киселини и големи количества мастни киселини. Миколовите киселини и липидите на клетъчната стена определят киселинната резистентност на бактериите, по-специално Mycobacterium tuberculosis и проказа (когато се оцветяват според Ziehl-Nelsen, те са червени, а неустойчивите на киселина бактерии и тъканни елементи, храчки са сини).

Патогенните актиномицети причиняват актиномикоза, нокардията - нокардиоза, микобактериите - туберкулоза и проказа, коринебактериите - дифтерия. Сапрофитните форми на актиномицети и нокардиоподобни актиномицети са широко разпространени в почвата, много от тях са производители на антибиотици.

клетъчна стена- здрава, еластична структура, която придава определена форма на бактериите и заедно с подлежащата цитоплазмена мембрана "удържа" високото осмотично налягане в бактериалната клетка. Той участва в процеса на клетъчно делене и транспорт на метаболити, има рецептори за бактериофаги, бактериоцини и различни вещества. Най-дебелата клетъчна стена при грам-положителните бактерии (фиг. 2.4 и 2.5). Така че, ако дебелината на клетъчната стена на грам-отрицателните бактерии е около 15-20 nm, тогава при грам-положителните бактерии тя може да достигне 50 nm или повече.

Микоплазми- малки бактерии (0,15-1,0 микрона), заобиколени само от цитоплазмената мембрана. Те принадлежат към класа Mollicutes, съдържат стероли. Поради липсата на клетъчна стена микоплазмите са осмотично чувствителни. Те имат разнообразна форма: кокоидна, нишковидна, колбовидна. Тези форми се виждат при фазово-контрастна микроскопия на чисти култури от микоплазми. Върху плътна хранителна среда микоплазмите образуват колонии, наподобяващи пържени яйца: централна непрозрачна част, потопена в средата, и полупрозрачна периферия под формата на кръг.

Микоплазмите причиняват ТОРС при хората (Микоплазма pneumoniae) и лезии на пикочните пътища (М.хоми- нис и т.н.). Микоплазмите причиняват заболявания не само при животните, но и при растенията. Непатогенните представители са доста широко разпространени.

2.2.2. Структура на бактериална клетка

Структурата на бактериите е добре проучена с помощта на електронна микроскопия на цели клетки и техните ултратънки срезове, както и други методи. Бактериалната клетка е заобиколена от мембрана, състояща се от клетъчна стена и цитоплазмена мембрана. Под обвивката има протоплазма, състояща се от цитоплазма с включвания и ядро, наречено нуклеоид. Има допълнителни структури: капсула, микрокапсула, слуз, камшичета, пили (фиг. 2.3). Някои бактерии при неблагоприятни условия могат да образуват спори.

В клетъчната стена на Грам-положителните бактериисъдържа малко количество полизахариди, липиди, протеини. Основният компонент на клетъчната стена на тези бактерии е многослоен пептидогликан (му-реин, мукопептид), който съставлява 40-90% от масата на клетъчната стена. Тейхоеви киселини (от гръцки. teichos - стена), чиито молекули са вериги от 8-50 остатъка от глицерол и рибитол, свързани с фосфатни мостове. Формата и силата на бактериите се придават от твърдата влакнеста структура на многослойния, омрежен пептиден пептидогликан.

Пептидогликанът е представен от паралелни молекули гликана. състоящ се от повтарящи се остатъци от N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмураминова киселина, свързани чрез гликозидна връзка. Тези връзки се разрушават от лизозима, който е ацетилмурамидаза. Гликановите молекули са свързани чрез N-ацетилмураминова киселина чрез кръстосана пептидна връзка от четири аминокиселини ( тетрапептид). Оттук и името на този полимер - пептидогликан.

Основата на пептидната връзка на пептидогликана на грам-отрицателните бактерии са тетрапептиди, състоящи се от редуващи се L- и D-аминокиселини, например: L-аланин - D-глутаминова киселина - мезо-диаминопимелинова киселина - D-аланин. При д.коли (грам-отрицателна бактерия) пептидните вериги са свързани една с друга чрез D-аланин на една верига и мезо-диаминопимел-

нова киселина - друга. Съставът и структурата на пептидната част на пептидогликана на грам-отрицателните бактерии са стабилни, за разлика от пептидогликана на грам-положителните бактерии, чиито аминокиселини могат да се различават по състав и последователност. Пептидогликановите тетрапептиди в грам-положителните бактерии са свързани помежду си чрез полипептидни вериги от 5 остатъка.

глицин (пентаглицин). Вместо мезо-диамино-пимелинова киселина те често съдържат лизин. Гликановите елементи (ацетилглюкозамин и ацетилмураминова киселина) и тетрапептидните аминокиселини (мезо-диаминопимелова и D-глутаминова киселина, D-аланин) са отличителна черта на бактериите, тъй като те отсъстват при животни и хора.

Способността на грам-положителните бактерии да задържат тинтява виолет в комбинация с йод (синьо-виолетов цвят на бактериите) по време на оцветяване по Грам е свързана със свойството на многослойния пептидогликан да взаимодейства с багрилото. В допълнение, последващото третиране на натривка от бактерии с алкохол причинява стесняване на порите в пептидогликана и по този начин задържа багрилото в клетъчната стена. Грам-отрицателните бактерии губят багрилото след излагане на алкохол, което се дължи на по-малко количество пептидогликан (5-10% от масата на клетъчната стена); те се обезцветяват със спирт и при обработка с фуксин или сафранин стават червени.

IN състав на клетъчната стена на грам-отрицателни бактериинавлиза външната мембрана, свързана посредством липопротеин с подлежащия слой пептидогликан (фиг. 2.4 и 2.6). Външната мембрана при електронна микроскопия на ултратънки срезове от бактерии има формата на вълнообразна трислойна структура, подобна на вътрешната мембрана, която се нарича цитоплазмена. Основният компонент на тези мембрани е бимолекулен (двоен) слой от липиди.

Външната мембрана е мозаечна структура, представена от липополизахариди, фосфолипиди и протеини. Вътрешният му слой е представен от фосфолипиди, а във външния слой се намира липополизахарид(LPS). По този начин външната мембрана е асиметрична. LPS на външната мембрана се състои от три фрагмента:

липид А - консервативна структура, почти същата при грам-отрицателните бактерии;

сърцевина или прът, част от кората (лат. сърцевина - ядро), относително консервативна олигозахаридна структура;

силно променлива О-специфична полизахаридна верига, образувана от повтарящи се идентични олигозахаридни последователности.

LPS е „закотвен“ във външната мембрана от липид А, който определя токсичността на LPS и следователно се идентифицира с ендотоксин. Унищожаването на бактериите с антибиотици води до освобождаване на големи количества ендотоксин, което може да причини ендотоксичен шок у пациента. От липид А тръгва ядрото или основната част на LPS. Най-постоянната част от сърцевината на LPS е кето-дезоксиоктонова киселина (3-деокси-О-ман-но-2-октулозонова киселина). О-специфичната верига, простираща се от основната част на LPS молекулата, определя серогрупата, серовар (вид бактерии, открити с помощта на имунен серум) на определен бактериален щам. По този начин концепцията за LPS се свързва с идеи за О-антигена, според който бактериите могат да бъдат диференцирани. Генетичните промени могат да доведат до дефекти, "скъсяване" на LPS на бактериите и появата на "груби" колонии от R-форми като резултат.

Протеините на матрицата на външната мембрана проникват в нея по такъв начин, че протеиновите молекули, наречени порини, граничат с хидрофилни пори, през които преминават вода и малки хидрофилни молекули с относителна маса до 700 Da.

Между външната и цитоплазмената мембрана е периплазменото пространство или периплазмата, съдържаща ензими (протеази, липази, фосфатази,

нуклеази, бета-лактамази), както и компоненти на транспортни системи.

В случай на нарушение на синтеза на бактериалната клетъчна стена под въздействието на лизозим, пеницилин, защитни фактори на организма и други съединения се образуват клетки с променена (често сферична) форма: протопласти - бактерии, напълно лишени от клетъчна стена ; сферопластите са бактерии с частично запазена клетъчна стена. След отстраняване на инхибитора на клетъчната стена, такива променени бактерии могат да се обърнат, т.е. да придобият пълноценна клетъчна стена и да възстановят първоначалната си форма.

Бактериите от сферо- или протопластен тип, които са загубили способността си да синтезират пептидогликан под въздействието на антибиотици или други фактори и са способни да се размножават, се наричат ​​L-форми (от името на института D. Lister, където са били изследвани за първи път) . L-формите могат да възникнат и в резултат на мутации. Те са осмотично чувствителни, сферични клетки с форма на колба с различни размери, включително тези, преминаващи през бактериални филтри. Някои L-форми (нестабилни), когато факторът, който е довел до промени в бактериите, бъде премахнат, могат да се обърнат, "връщайки се" към оригиналната бактериална клетка. L-формите могат да образуват много патогени на инфекциозни заболявания.

цитоплазмена мембрана анапри електронна микроскопия на ултратънки срезове, това е трислойна мембрана (2 тъмни слоя с дебелина 2,5 nm всеки са разделени от светъл - междинен). По структура (виж фиг. 2.5 и 2.6) тя е подобна на плазмалемата на животински клетки и се състои от двоен слой липиди, главно фосфолипиди, с вградени повърхностни и интегрални протеини, сякаш проникващи през мембранната структура. Някои от тях са пермеази, участващи в транспорта на вещества.

Цитоплазмената мембрана е динамична структура с подвижни компоненти, поради което се представя като подвижна течна структура. Той обгражда външната част на бактериалната цитоплазма и участва в регулирането на осмотичното налягане.

йон, транспорт на вещества и енергиен метаболизъм на клетката (поради ензимите на електрон-транспортната верига, аденозинтрифосфатаза и др.).

При прекомерен растеж (в сравнение с растежа на клетъчната стена) цитоплазмената мембрана образува инвагинати - инвагинации под формата на сложно усукани мембранни структури, наречени мезозоми. По-малко сложните усукани структури се наричат ​​интрацитоплазмени мембрани. Ролята на мезозомите и интрацитоплазмените мембрани не е напълно изяснена. Дори се предполага, че те са артефакт, който се получава след подготовката (фиксацията) на препарата за електронна микроскопия. Въпреки това се смята, че производните на цитоплазмената мембрана участват в клетъчното делене, осигурявайки енергия за синтеза на клетъчната стена, участват в секрецията на вещества, спорулацията, т.е. в процеси с висока консумация на енергия.

Цитоплазмата заема основния обем на бактериалната клетка и се състои от разтворими протеини, рибонуклеинови киселини, включвания и множество малки гранули - рибозоми, отговорни за синтеза (транслацията) на протеини.

Бактериалните рибозоми са с размер около 20 nm и имат коефициент на утаяване 70S, за разлика от SOS рибозомите, характерни за еукариотните клетки. Следователно, някои антибиотици се свързват с бактериалните рибозоми и инхибират синтеза на бактериален протеин, без да засягат синтеза на протеин в еукариотните клетки. Бактериалните рибозоми могат да се дисоциират на две субединици, 50S и 30S. Рибозомната РНК (рРНК) са консервативни елементи на бактериите („молекулен часовник“ на еволюцията). 16S rRNA е част от малката субединица на рибозомите, а 23S rRNA е част от голямата субединица на рибозомите. Изследването на 16S rRNA е в основата на генната систематика, което позволява да се оцени степента на родство на организмите.

В цитоплазмата има различни включвания под формата на гликогенови гранули, полизахариди, бета-хидроксимаслена киселина и полифосфати (волютин). Те се натрупват, когато в околната среда има излишък от хранителни вещества и

играят ролята на резервни вещества за хранителни и енергийни нужди.

Volyutin има афинитет към основни багрила и лесно се открива с помощта на специални методи за оцветяване (например според Neisser) под формата на метахроматични гранули. Толуидиново синьо или метиленово синьо оцветяват волутина в червено-виолетово, а бактериалната цитоплазма в синьо. Характерното разположение на гранулите от волютин се разкрива в дифтерийния бацил под формата на интензивно оцветени полюси на клетката. Метахроматичното оцветяване на волутин е свързано с високо съдържание на полимеризиран неорганичен полифосфат. Под електронна микроскопия те изглеждат като електронно-плътни гранули с размер 0,1-1,0 µm.

Нуклеоиде еквивалентът на ядрото в бактериите. Разположен е в централната зона на бактериите под формата на двойноверижна ДНК, затворена в пръстен и плътно опакована като топка. Ядрото на бактериите, за разлика от еукариотите, няма ядрена мембрана, ядро ​​и основни протеини (хистони). Обикновено бактериалната клетка съдържа една хромозома, представена от ДНК молекула, затворена в пръстен.Ако деленето е нарушено, в нея могат да се слеят 4 или повече хромозоми. Нуклеоидът се открива в светлинен микроскоп след оцветяване с ДНК-специфични методи: според Feulgen или Romanovsky-Giemsa. На електронните дифракционни модели на ултратънки срезове от бактерии нуклеоидът има формата на светли зони с фибриларни, нишковидни ДНК структури, свързани с определени области с

цитоплазмена мембрана или мезозо-

мина участва в хромозомната репликация (вижте фигури 2.5 и 2.6).

В допълнение към нуклеоида, представен от един

хромозома, в бактериалната клетка има

екстрахромозомни фактори на наследствеността -

плазмиди (виж раздел 5.1.2.), представляващи

ковалентно затворени пръстени на ДНК.

Капсула, микрокапсула, слуз . Капсула-

мукозна структура с дебелина повече от 0,2 микрона, здраво свързана с бактериалната клетъчна стена и имаща ясно дефинирани външни граници. Капсулата се различава в петна-отпечатъци от патологичен материал. При чисти култури от бактерии се образува капсулата

по-рядко. Открива се със специални методи за оцветяване на Burri-Gins, които създават отрицателен контраст на субстанциите на капсулата: мастилото създава тъмен фон около капсулата.

Капсулата се състои от полизахариди (екзополизахариди), понякога полипептиди; например при антраксния бацил той се състои от полимери на D-глутаминова киселина. Капсулата е хидрофилна, съдържа голямо количество вода. Предотвратява фагоцитозата на бактериите. Антиген на капсулата: причиняват го антитела срещу капсулата повишаване (реакция на подуванеи аз капсула ly).

Много бактерии образуват микрокапсула - лигаво образувание с дебелина под 0,2 микрона, което се открива само с електронна микроскопия. Слузта трябва да се разграничава от капсулата - мукоидни екзополизахариди, които нямат ясни външни граници. Слузта е разтворима във вода.

Мукоидните екзополизахариди са характерни за мукоидните щамове на Pseudomonas aeruginosa, често открити в храчките на пациенти с кистозна фиброза. Бактериалните екзополизахариди участват в адхезията (залепването към субстратите); наричан още глико-

каликс. В допълнение към синтеза на екзополизахариди от бактериите, съществува и друг механизъм за тяхното образуване: чрез действието на извънклетъчните бактериални ензими върху дизахаридите. В резултат на това се образуват декстрани и левани.

Капсулата и слузта предпазват бактериите от увреждане и изсушаване, тъй като, като хидрофилни, те свързват добре водата и предотвратяват действието на защитните фактори на макроорганизма и бактериофагите.

Камшичетабактериите определят мобилността на бактериалната клетка. Камшичетата са тънки нишки, произхождащи от цитоплазмената мембрана и са по-дълги от самата клетка (фиг. 2.7). Камшичетата са с дебелина 12–20 nm и дължина 3–15 µm. Те се състоят от 3 части: спираловидна нишка, кука и базално тяло, съдържащо пръчка със специални дискове (1 чифт дискове при грам-положителните и 2 чифта при грам-отрицателните бактерии). Дисковете на флагелата са прикрепени към цитоплазмената мембрана и клетъчната стена. Това създава ефекта на електрически двигател с прът - ротор, който върти флагела. Разликата на протонните потенциали на цитоплазмената мембрана се използва като източник на енергия. Механизмът на въртене се осигурява от протонна АТФ синтетаза. Скоростта на въртене на флагела може да достигне 100 оборота в минута. Ако една бактерия има няколко флагела, те започват да се въртят синхронно, преплитат се в един сноп, образувайки вид витло.

Флагелите са изградени от протеин, наречен флагелин. флагелум - flagellum), който е антиген - така нареченият H-антиген. Флагелиновите субединици са навити.

Броят на камшичетата в бактериите от различни видове варира от един (monotrich) при Vibrio cholerae до десет или стотици флагели, простиращи се по периметъра на бактерията (peritrich), в Escherichia coli, Proteus и др. Lophotrichous имат сноп камшичета на единия край на клетката. Амфитрихите имат един флагелум или сноп флагели в противоположните краища на клетката.

Флагелите се откриват с помощта на електронна микроскопия на препарати, напръскани с тежки метали, или в светлинен микроскоп след обработка по специални методи, базирани на ецване и адсорбция на различни

вещества, водещи до увеличаване на дебелината на камшичетата (например след осребряване).

вили, или пили(fimbria) - нишковидни образувания (фиг. 2.7), по-тънки и по-къси (3 + 10 nm x 0,3 + 10 микрона) от камшичетата. Пили се простират от клетъчната повърхност и са съставени от протеин пилин. Имат антигенна активност. Има пили, отговорни за адхезията, т.е. за прикрепването на бактерии към засегнатата клетка, както и пили, отговорни за храненето, водно-солевия метаболизъм и сексуалния (F-пили), или конюгацията, пиене.

Обикновено пиещите са многобройни - по няколкостотин на клетка. Въпреки това, тя обикновено има 1-3 полови триона на клетка: те се образуват от така наречените "мъжки" донорни клетки, съдържащи трансмисивни плазмиди (Е-, Р-, Сол-плазмиди). Отличителна черта на сексуалните пили е тяхното взаимодействие със специални "мъжки" сферични бактериофаги, които се адсорбират интензивно върху сексуалните пили (фиг. 2.7).

полемика- особена форма на покойни бактерии с грам-положителен тип структура на клетъчната стена (фиг. 2.8).

Спорите се образуват при неблагоприятни условия за съществуване на бактерии (изсъхване, дефицит на хранителни вещества и др.). Вътре в бактериалната клетка се образува една спора (ендоспора). Образуването на спори допринася за запазването на вида и не е метод за размножаване, както при гъбите.

спорообразуващи бактерии от рода бацил, гчийто размер на спората не надвишава диаметъра на клетката се наричат ​​бацили. Спорообразуващите бактерии, при които размерът на спората надвишава диаметъра на клетката, поради което те имат формата на вретено, се наричат ​​клостридии, например бактерии от рода Clostridium (лат. Clostridium - вретено). Спорите са устойчиви на киселини, поради което се оцветяват в червено по метода на Ауески или по метода на Ziehl-Nelsen, а вегетативната клетка е синя.

Спорулацията, формата и местоположението на спорите в клетка (вегетативно) са видово свойство на бактериите, което позволява да се разграничат един от друг. Формата на спора може да бъде овална, сферична; местоположението в клетката е терминално, т.е. в края на пръчката (при причинителя на тетанус), субтерминално - по-близо до края на пръчката (при причинители на ботулизъм, газова гангрена) и централно в антракс бацил).

Процес образуване на спори(спорулация) преминава през серия от етапи, по време на които част от цитоплазмата и хромозомата на бактериална вегетативна клетка се отделят, заобиколени от нарастваща цитоплазмена мембрана и се образува проспора. Проспората е заобиколена от две цитоплазмени мембрани, между които се образува дебел променен пептидогликанов слой на кората (кората). Отвътре той влиза в контакт с клетъчната стена на спората, а отвън - с вътрешната обвивка на спората. Външната обвивка на спората се образува от вегетативна клетка. Спорите на някои бактерии имат допълнително покритие - екзоспориум.Така се образува многослойна слабо пропусклива обвивка. Спорулацията е придружена от интензивно потребление на дипиколинова киселина и калциеви йони от проспората, а след това и от възникващата обвивка на спората. Spore придобива топлоустойчивост,което се свързва с наличието на калциев дипиколинат в него.

Спорите могат да се запазят дълго време поради наличието на многослойна обвивка, калциев дипиколинат, ниско съдържание на вода и бавни метаболитни процеси. В почвата, например, патогените на антракс и тетанус могат да съществуват десетилетия.

При благоприятни условия спорите покълват, преминавайки през три последователни етапа:

инициация, започване, растеж. В този случай една бактерия се образува от една спора. Активирането е готовността за покълване. При температура 60-80 °С спората се активира за покълване. Инициирането на покълването отнема няколко минути. Етапът на растеж се характеризира с бърз растеж, придружен от разрушаване на черупката и освобождаване на разсада.