Bakterijos ląstelėje nėra branduolio, chromosomos laisvai išsidėsčiusios citoplazmoje. Be to, bakterijos ląstelėje trūksta membraninių organelių: mitochondrijų, EPS, Golgi aparato ir kt.. Ląstelės membranos išorė padengta ląstelės sienele.

Dauguma bakterijų juda pasyviai, naudodamos vandens ar oro sroves. Tik kai kurie iš jų turi judėjimo organeles – žvynelius. Prokariotinės žvyneliai yra labai paprastos struktūros ir susideda iš flagellino baltymo, kuris sudaro tuščiavidurį 10–20 nm skersmens cilindrą. Jie įsuka į terpę, varydami ląstelę į priekį. Matyt, tai vienintelė gamtoje žinoma konstrukcija, kurioje naudojamas rato principas.

Pagal formą bakterijos skirstomos į kelias grupes:

Cocci (turi apvalią formą);
- bacilos (turi lazdelės formą);
- spirilė (turi spiralės formą);
- vibrios (kablelio formos).

Pagal kvėpavimo būdą bakterijos skirstomos į aerobus (dauguma bakterijų) ir anaerobus (stabligės, botulizmo, dujinės gangrenos sukėlėjus). Pirmiesiems kvėpuoti reikia deguonies, antriesiems deguonis nenaudingas ar net nuodingas.

Bakterijų protoplazma, kaip ir eukariotų, yra apsupta plazminės membranos. Sakulinėse, vamzdinėse ar sluoksninėse membranos invaginacijose yra mezosomų, dalyvaujančių kvėpavimo procese, bakteriochlorofilo ir kitų pigmentų.

Prokariotų genetinė medžiaga nesudaro branduolio, o yra tiesiai citoplazmoje. Bakterijų DNR yra viena žiedinė molekulė, kurių kiekviena susideda iš tūkstančių ir milijonų nukleotidų porų. Bakterijos ląstelės genomas yra daug paprastesnis nei labiau išsivysčiusių būtybių ląstelių: vidutiniškai bakterijų DNR yra keli tūkstančiai genų.

Prokariotinėse ląstelėse nėra endoplazminio tinklo, o ribosomos laisvai plūduriuoja citoplazmoje. Prokariotai neturi mitochondrijų; Jų funkcijas iš dalies atlieka ląstelės membrana.

Bakterijų mobilumą užtikrina žvyneliai. Bakterijos dauginasi dalindamosi maždaug kas 20 minučių (esant palankioms sąlygoms). DNR yra replikuojama, kiekviena dukterinė ląstelė gauna savo pirminės DNR kopiją. Taip pat galima perkelti DNR tarp nesidalančių ląstelių (fiksuojant „pliką“ DNR, naudojant bakteriofagus arba konjuguojant, kai bakterijos tarpusavyje jungiasi kopuliacinėmis fimbrijomis), tačiau tai nepadidina individų skaičiaus. Daugintis trukdo saulės spinduliai ir jų pačių gyvybinės veiklos produktai.

Bakterijų elgesys nėra ypač sudėtingas. Cheminiai receptoriai fiksuoja aplinkos rūgštingumo pokyčius ir įvairių medžiagų: cukrų, aminorūgščių, deguonies koncentraciją. Daugelis bakterijų reaguoja į temperatūros ar šviesos pokyčius, o kai kurios bakterijos gali pajusti Žemės magnetinį lauką. Esant nepalankioms sąlygoms, bakterija pasidengia tankiu apvalkalu, citoplazma dehidratuojama, gyvybinė veikla beveik nutrūksta. Šioje būsenoje bakterijų sporos gali valandų valandas išbūti giliame vakuume ir toleruoti temperatūrą nuo –240 °C iki +100 °C.

Mikroorganizmai (mikrobai) yra vienaląsčiai organizmai, kurių dydis mažesnis nei 0,1 mm ir kurių negalima pamatyti plika akimi. Tai bakterijos, mikrodumbliai, kai kurie žemesni siūliniai grybai, mielės ir pirmuonys (1 pav.). Mikrobiologija juos tiria.

Ryžiai. 1. Mikrobiologijos objektai.

Fig. 2. Galite pamatyti keletą vienaląsčių pirmuonių atstovų. Kartais į šio mokslo objektus patenka patys primityviausi Žemės organizmai – virusai, kurie neturi ląstelinės struktūros ir yra nukleorūgščių (genetinės medžiagos) ir baltymų kompleksai. Dažniau jie išskiriami į visiškai atskirą studijų sritį (Virologija), nes mikrobiologija veikiau yra skirta mikroskopinių vienaląsčių organizmų tyrimams.

Ryžiai. 2. Atskiri vienaląsčių eukariotų (protozojų) atstovai.

Algologijos ir mikologijos mokslai, tiriantys atitinkamai dumblius ir grybus, yra atskiros disciplinos, kurios sutampa su mikrobiologija tiriant mikroskopinius gyvus objektus. Bakteriologija yra tikra mikrobiologijos šaka. Šis mokslas nagrinėja tik prokariotinius mikroorganizmus (3 pav.).

Ryžiai. 3. Prokariotinės ląstelės schema.

Skirtingai nuo eukariotų, kuriems priklauso visi daugialąsčiai organizmai, taip pat pirmuonys, mikroskopiniai dumbliai ir grybai, prokariotai neturi susiformavusio branduolio, kuriame būtų genetinės medžiagos ir tikrų organelių (nuolatinių specializuotų ląstelės struktūrų).

Prokariotams priskiriamos tikrosios bakterijos ir archėjos, kurios pagal šiuolaikinę klasifikaciją yra įvardijamos kaip domenai (superkaralystes) Archaea ir Eubacteria (4 pav.).

Ryžiai. 4. Šiuolaikinės biologinės klasifikacijos sritys.

Bakterijų struktūros ypatumai

Bakterijos yra svarbi medžiagų ciklo grandis gamtoje, skaido augalų ir gyvūnų liekanas, valo organinėmis medžiagomis užterštus vandens telkinius, modifikuoja neorganinius junginius. Be jų gyvybė žemėje negalėtų egzistuoti. Šie mikroorganizmai paplitę visur – dirvožemyje, vandenyje, ore, gyvūnų ir augalų organizmuose.

Bakterijos skiriasi šiomis morfologinėmis savybėmis:

1. Ląstelės forma (apvali, strypo formos, siūlinė, vingiuota, spiralinė, taip pat įvairios pereinamosios galimybės ir žvaigždės formos konfigūracija).
2. Judėjimo įtaisų buvimas (nejudantis, suragėjęs, dėl gleivių sekrecijos).
3. Ląstelių sujungimas tarpusavyje (izoliuotas, susietas porų, granulių, išsišakojusių formų pavidalu).

Tarp apvalių bakterijų (kokų) suformuotų struktūrų yra ląstelių, kurios po pasidalijimo yra poromis, o vėliau skyla į pavienius darinius (mikrokokai) arba visą laiką lieka kartu (diplokokai). Kvadratinę keturių ląstelių struktūrą sudaro tetrakokai, grandinę – streptokokai, 8-64 vienetų granulę – sarkina, o sankaupas – stafilokokai.

Strypo formos bakterijos yra įvairių formų dėl didelio ląstelės ilgio (0,1–15 µm) ir storio (0,1–2 µm) kintamumo. Pastarųjų forma priklauso ir nuo bakterijų gebėjimo formuoti sporas – struktūras su storu apvalkalu, leidžiančiu mikroorganizmams išgyventi nepalankiomis sąlygomis. Ląstelės, turinčios šį gebėjimą, vadinamos bacilomis, o neturinčios tokių savybių – tiesiog lazdelės formos bakterijomis.

Specialios lazdelės formos bakterijų modifikacijos yra siūlinės (pailgos) formos, grandinės ir šakojančios struktūros. Pastarąjį tam tikrame vystymosi etape formuoja aktinomicetai. „Išlenktos“ lazdelės vadinamos gofruotomis bakterijomis, tarp kurių išskiriami vibrionai; spirilla su dviem vingiais (15-20 µm); spirochetos, primenančios banguotas linijas. Jų ląstelių ilgis yra atitinkamai 1-3, 15-20 ir 20-30 µm. Fig. 5 ir 6 paveiksluose parodytos pagrindinės bakterijų morfologinės formos, taip pat sporų išsidėstymo ląstelėje tipai.

Ryžiai. 5. Pagrindinės bakterijų formos.

Ryžiai. 6. Bakterijos pagal sporų išsidėstymo ląstelėje tipą. 1, 4 – centre; 2, 3, 5 – pabaigos vieta; 6 – iš šono.

Pagrindinės bakterijų ląstelių struktūros: nukleoidas (genetinė medžiaga), ribosomos, skirtos baltymų sintezei, citoplazminė membrana (ląstelės membranos dalis), kuri daugelyje atstovų yra papildomai apsaugota iš viršaus, kapsulė ir gleivinės apvalkalas (7 pav.).

Ryžiai. 7. Bakterinės ląstelės schema.

Pagal bakterijų klasifikaciją yra daugiau nei 20 rūšių. Pavyzdžiui, itin termofilinės (aukštos temperatūros mėgėjos) Aquificae, anaerobinės lazdelės formos bakterijos Bacteroidetes. Tačiau labiausiai dominuojantis būrys, kuriame yra įvairių atstovų, yra aktinobakterijos. Tai apima bifidobakterijas, laktobacilas ir aktinomicetus. Pastarųjų išskirtinumas slypi gebėjime formuoti grybieną tam tikrame vystymosi etape.

Bendrinėje kalboje tai vadinama grybiena. Iš tiesų, išsišakojusios aktinomicetų ląstelės primena grybelių hifus. Nepaisant šios savybės, aktinomicetai priskiriami bakterijoms, nes jie yra prokariotai. Natūralu, kad jų ląstelės savo struktūra mažiau panašios į grybus.

Aktinomicetai (8 pav.) yra lėtai augančios bakterijos, todėl neturi galimybės konkuruoti dėl lengvai prieinamų substratų. Jie gali suskaidyti medžiagas, kurių kiti mikroorganizmai negali naudoti kaip anglies šaltinio, ypač naftos angliavandenilius. Todėl aktinomicetai intensyviai tiriami biotechnologijų srityje.

Kai kurie atstovai koncentruojasi į naftos telkinių zonas ir sukuria specialų bakterinį filtrą, kuris neleidžia angliavandeniliams prasiskverbti į atmosferą. Aktinomicetai yra aktyvūs praktiškai vertingų junginių: vitaminų, riebalų rūgščių, antibiotikų gamintojai.

Ryžiai. 8. Reprezentatyvioji aktinomicetė Nocardia.

Grybai mikrobiologijoje

Mikrobiologijos objektas yra tik apatiniai pelėsiniai grybai (ypač šakniastiebiai, gleivinės). Kaip ir visi grybai, jie nesugeba patys susintetinti medžiagų ir reikalauja maistinės terpės. Žemųjų šios karalystės atstovų grybiena yra primityvi, nedalyta pertvaromis. Ypatingą nišą mikrobiologiniuose tyrimuose užima mielės (9 pav.), kurioms būdingas grybienos nebuvimas.

Ryžiai. 9. Mielių kultūrų kolonijų formos maistinėje terpėje.

Šiuo metu sukaupta daug žinių apie jų naudingas savybes. Tačiau mielės ir toliau tiriamos dėl jų gebėjimo sintetinti praktiškai vertingus organinius junginius ir yra aktyviai naudojamos kaip pavyzdiniai organizmai genetiniuose eksperimentuose. Nuo seniausių laikų mielės buvo naudojamos fermentacijos procesuose. Skirtingų atstovų metabolizmas skiriasi. Todėl kai kurios mielės labiau tinka konkrečiam procesui nei kitos.

Pavyzdžiui, didelei alkoholio koncentracijai atsparesnis Saccharomyces beticus naudojamas stipriems vynams (iki 24 proc.) sukurti. Tuo tarpu mielės S. cerevisiae gali gaminti mažesnes etanolio koncentracijas. Pagal taikymo sritis mielės skirstomos į pašarus, keptuves, aludarius, spiritinius gėrimus ir vynus.

Patogeniniai mikroorganizmai

Liga sukeliančių ar patogeninių mikroorganizmų randama visur. Greta gerai žinomų virusų: gripo, hepatito, tymų, ŽIV ir kt., pavojingi mikroorganizmai yra riketsijos, taip pat streptokokai ir stafilokokai, sukeliantys kraujo apsinuodijimą. Tarp lazdelės formos bakterijų yra daug patogenų. Pavyzdžiui, difterija, tuberkuliozė, vidurių šiltinė (10 pav.). Tarp pirmuonių aptinkama daug žmonėms pavojingų mikroorganizmų atstovų, ypač maliarinės plazmodijos, toksoplazmos, leišmanijos, lamblijos, trichomonos ir patogeninės amebos.

Ryžiai. 10. Bakterijos Bacillus anthracis, sukeliančios juodligę, nuotrauka.

Daugelis aktinomicetų nėra pavojingi žmonėms ir gyvūnams. Tačiau tarp mikobakterijų, sukeliančių tuberkuliozę ir raupsus, randama daug patogeninių atstovų. Kai kurie aktinomicetai sukelia ligą, tokią kaip aktinomikozė, kurią lydi granulomų susidarymas ir kartais kūno temperatūros padidėjimas. Tam tikros pelėsių grybų rūšys gali gaminti žmogui toksiškas medžiagas – mikotoksinus. Pavyzdžiui, kai kurie Aspergillus genties atstovai, Fusarium. Patogeniniai grybai sukelia ligų grupę, vadinamą mikozėmis. Taigi, kandidozę arba, paprasčiau tariant, pienligę sukelia į mieles panašūs grybai (11 pav.). Žmogaus organizme jų yra visada, tačiau suaktyvėja tik nusilpus imuninei sistemai.

Ryžiai. 11. Candida grybelis yra pienligės sukėlėjas.

Grybai gali sukelti įvairius odos pažeidimus, ypač visų rūšių kerpes, išskyrus herpes zoster, kurią sukelia virusas. Malassezia mielės, nuolatinės žmogaus odos gyventojai, gali sukelti imuninės sistemos aktyvumo sumažėjimą. Neskubėkite iš karto plauti rankų. Sveikos mielės ir oportunistinės bakterijos atlieka svarbią funkciją, užkertant kelią patogenų vystymuisi.

Virusai kaip mikrobiologijos objektas

Virusai yra patys primityviausi organizmai žemėje. Laisvoje būsenoje jose nevyksta medžiagų apykaitos procesai. Tik patekę į šeimininko ląstelę virusai pradeda daugintis. Visuose gyvuose organizmuose genetinės medžiagos nešėja yra dezoksiribonukleino rūgštis (DNR). Tik tarp virusų yra atstovų, turinčių genetinę seką, tokią kaip ribonukleino rūgštis (RNR).

Virusai dažnai nepriskiriami tikrai gyviems organizmams.

Virusų morfologija labai įvairi (12 pav.). Paprastai jų diametras svyruoja nuo 20 iki 300 nm.

Ryžiai. 12. Viruso dalelių įvairovė.

Kai kurie atstovai pasiekia 1-1,5 mikrono ilgį. Viruso struktūra susideda iš genetinės medžiagos apsupimo specialiu baltyminiu karkasu (kapsidu), kuriam būdingos įvairios formos (spiralinis, ikosaedrinis, sferinis). Kai kurių virusų viršuje taip pat yra apvalkalas, suformuotas iš ląstelės šeimininkės membranos (superkapsidės). Pavyzdžiui, (13 pav.) yra žinomas kaip ligos, vadinamos AIDS, sukėlėjas. Jame yra RNR kaip genetinės medžiagos ir ji veikia tam tikro tipo imuninės sistemos ląsteles (pagalbininkus T-limfocitus).

Ryžiai. 13. Žmogaus imunodeficito viruso sandara.

Mikroorganizmų samprata

Mikroorganizmai– tai plika akimi nematomi organizmai dėl savo mažo dydžio.

Vienintelis juos vienija dydžio kriterijus.

Priešingu atveju mikroorganizmų pasaulis yra dar įvairesnis nei makroorganizmų pasaulis.

Pagal šiuolaikinę taksonomiją, mikroorganizmai į 3 karalystes:

• Vira – virusai;
• Eucariotae – pirmuonys ir grybai;
• Prokariotai – tikrosios bakterijos, riketsijos, chlamidijos, mikoplazmos, spirochetai, aktinomicetai.

Kaip ir augalams bei gyvūnams, vartojamas mikroorganizmų pavadinimas dvejetainė nomenklatūra, y., bendrinis ir specifinis pavadinimas.

Jei tyrėjai negali nustatyti rūšinės priklausomybės ir nustatoma tik genties priklausomybė, tada vartojamas terminas rūšis. Dažniausiai taip nutinka identifikuojant mikroorganizmus, turinčius netradicinių mitybos poreikių ar gyvenimo sąlygų. Genties pavadinimas dažniausiai arba remiantis atitinkamo mikroorganizmo (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) morfologine charakteristika, arba kilusi iš patogeną atradusio ar tyrinėjusio autoriaus vardo (Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Rūšies pavadinimas dažnai siejamas su pagrindinės šio mikroorganizmo sukeltos ligos pavadinimu (Vibrio cholerae – cholera, Shigella dysenteriae – dizenterija, Mycobacterium tuberculosis – tuberkulioze) arba su pagrindine buveine (Escherihia coli – E. coli).

Be to, rusakalbėje medicinos literatūroje galima vartoti atitinkamą rusifikuotą bakterijų pavadinimą (vietoj Staphylococcus epidermidis – epiderminis stafilokokas; Staphylococcus aureus – Staphylococcus aureus ir kt.).

Prokariotų karalystė

apima cianobakterijų departamentą ir eubakterijų skyrių, kuris savo ruožtu padalintas įužsakymai:

• pačios bakterijos (skyriai Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• aktinomicetai;
• spirochetos;
• riketsija;
• chlamidija.

Užsakymai skirstomi į grupes.

Prokariotai skiriasi nuo eukariotų nes Neturi:

• morfologiškai susiformavęs branduolys (be branduolio membranos ir be branduolio), jo atitikmuo yra nukleoidas, arba genoforas, kuris yra uždara apskrita dvigrandė DNR molekulė, viename taške prijungta prie citoplazminės membranos; pagal analogiją su eukariotais ši molekulė vadinama chromosomų bakterija;
• Golgi tinklinis aparatas;
• endoplazminis Tinklelis;
• mitochondrijos.

Taip pat yra nemažai ženklų arba organelės, būdingas daugeliui, bet ne visiems prokariotams, kurie leidžia atskirti juos nuo eukariotų:

• daugybė citoplazminės membranos invaginacijų, kurios vadinamos mezosomomis, yra susijusios su nukleoidu ir dalyvauja ląstelių dalijimuisi, sporuliacijai ir bakterinės ląstelės kvėpavimui;
• specifinis ląstelės sienelės komponentas yra mureinas, jo cheminė struktūra – peptidoglikanas (diaminopeminė rūgštis);
• Plazmidės yra autonomiškai replikuojančios žiedinės dvigrandės DNR molekulės, kurių molekulinė masė mažesnė nei bakterijų chromosomos. Jie yra kartu su nukleoidu citoplazmoje, nors gali būti į ją integruoti, ir neša paveldimą informaciją, kuri nėra gyvybiškai svarbi mikrobų ląstelei, tačiau suteikia jai tam tikrų selektyvių pranašumų aplinkoje.

Garsiausios:

F-plazmidės, užtikrinančios konjugacinį perdavimą

tarp bakterijų;

R-plazmidės yra atsparumo vaistams plazmidės, užtikrinančios genų, lemiančių atsparumą įvairioms ligoms gydyti naudojamoms chemoterapinėms medžiagoms, cirkuliaciją tarp bakterijų.

Bakterijos

Prokariotiniai, daugiausia vienaląsčiai mikroorganizmai, kurie taip pat gali sudaryti panašių ląstelių asociacijas (grupes), pasižymintys ląsteliniais, bet ne organizmo panašumais.

Pagrindiniai taksonominiai kriterijai,leidžianti suskirstyti bakterijų padermes į vieną ar kitą grupę:

• mikrobinių ląstelių morfologija (kokai, lazdelės, vingiuoti);
• ryšys su gramo dažymu – tinctorinės savybės (gramteigiamas ir gramneigiamas);
• biologinės oksidacijos tipas – aerobai, fakultatyviniai anaerobai, privalomieji anaerobai;
• gebėjimas formuoti sporas.

Tolesnis grupių diferencijavimas į šeimas, gentis ir rūšis, kurios yra pagrindinė taksonominė kategorija, atliekama remiantis biocheminių savybių tyrimu. Šis principas yra specialiuose vadovuose pateiktų bakterijų klasifikavimo pagrindas - bakterijų determinantai.

Žiūrėti yra evoliuciškai nusistovėjęs individų rinkinys, turintis vieną genotipą, kuris standartinėmis sąlygomis pasireiškia panašiomis morfologinėmis, fiziologinėmis ir biocheminėmis savybėmis.

Patogeninių bakterijų atveju „rūšies“ apibrėžimas papildytas gebėjimu sukelti tam tikras nosologines ligas.

Egzistuoja intraspecifinė bakterijų diferenciacijaįjungtagalimybės:

• pagal biologines savybes – biovarus arba biotipus;
• biocheminis aktyvumas – fermentų virškintuvai;
• antigeninė struktūra – serovarai arba serotai;
• jautrumas bakteriofagams – fagevarams ar fagtipams;
• atsparumas antibiotikams - atsparūs produktai.

Mikrobiologijoje plačiai vartojami specialūs terminai – kultūra, padermė, klonas.

Kultūra yra akiai matomų bakterijų rinkinys maistinėse terpėse.

Kultūros gali būti grynos (vienos rūšies bakterijų rinkinys) arba mišrios (2 ar daugiau rūšių bakterijų rinkinys).

Padermė yra tos pačios rūšies bakterijų, išskirtų iš skirtingų šaltinių arba iš to paties šaltinio skirtingu laiku, rinkinys.

Padermės gali skirtis kai kuriomis savybėmis, kurios neviršija rūšies savybių. Klonuoti yra bakterijų, kurios yra vienos ląstelės palikuonys, rinkinys.

Žmonės bando ieškoti naujų būdų apsisaugoti nuo žalingos jų įtakos. Tačiau yra ir naudingų mikroorganizmų: jie skatina grietinėlės nokimą, nitratų susidarymą augalams, skaido negyvus audinius ir kt. Mikroorganizmai gyvena vandenyje, dirvožemyje, ore, ant gyvų organizmų kūno ir jų viduje.

Bakterijų formos

Yra 4 pagrindinės bakterijų formos, būtent:

1. Mikrokokai – išsidėstę atskirai arba netaisyklingose ​​sankaupose. Paprastai jie yra nejudantys.
2. Diplokokai yra išsidėstę poromis ir gali būti apsupti kūno kapsule.
3. Streptokokai atsiranda grandinių pavidalu.
4. Sarcinai sudaro ląstelių grupes, panašias į paketus.
5. Stafilokokai. Dėl dalijimosi jie neišsiskiria, o sudaro klasterius (klasterius).

Bakterija turi sudėtingą struktūrą:

• Siena ląstelės apsaugo vienaląstį organizmą nuo išorinių poveikių, suteikia tam tikrą formą, aprūpina mityba ir išsaugo vidinį turinį.
• Citoplazminė membrana turi fermentų, dalyvauja dauginimosi ir komponentų biosintezės procese.
• Citoplazma atlieka gyvybines funkcijas. Daugelio rūšių citoplazmoje yra DNR, ribosomos, įvairios granulės ir koloidinė fazė.
• Nukleoidas yra netaisyklingos formos branduolio sritis, kurioje yra DNR.
• Kapsulė yra paviršiaus struktūra, kuri daro apvalkalą patvaresnį ir apsaugo nuo pažeidimų bei išdžiūvimo. Ši gleivinė yra daugiau nei 0,2 mikrono storio. Su mažesniu storiu jis vadinamas mikrokapsulė. Kartais aplink apvalkalą yra gleivės, neturi aiškių ribų ir tirpsta vandenyje.
• žvyneliai vadinamos paviršiaus struktūromis, kurios padeda perkelti ląsteles skystoje aplinkoje arba ant kieto paviršiaus.
• Išgėrė- siūlus primenantys dariniai, daug plonesni ir mažiau žvynelių. Jų būna įvairių, skiriasi paskirtis ir struktūra. Pili reikalingi organizmui pritvirtinti prie paveiktos ląstelės.
• Ginčas. Sporuliacija atsiranda susidarius nepalankioms sąlygoms ir padeda rūšiai prisitaikyti arba ją išsaugoti.

Siūlome atsižvelgti į pagrindinius bakterijų tipus:

Maisto medžiagos į ląstelę patenka per visą jos paviršių. Mikroorganizmai tapo plačiai paplitę dėl įvairių mitybos rūšių. Norint gyventi, jiems reikia įvairių elementų: anglies, fosforo, azoto ir tt Maistinių medžiagų tiekimas reguliuojamas naudojant membraną.

Mitybos tipą lemia tai, kaip pasisavinama anglis ir azotas, ir energijos šaltinio tipas. Kai kurie iš jų gali gauti šių elementų iš oro ir naudoti saulės energiją, o kitiems reikia, kad egzistuotų organinės kilmės medžiagos. Visiems jiems reikia vitaminų ir amino rūgščių, kurios gali veikti kaip jų organizme vykstančių reakcijų katalizatoriai. Medžiagos pašalinamos iš ląstelės difuzijos proceso metu.

Daugelyje mikroorganizmų tipų deguonis vaidina svarbų vaidmenį metabolizme ir kvėpavime. Dėl kvėpavimo išsiskiria energija, kurią jie panaudoja organiniams junginiams formuoti. Tačiau yra bakterijų, kurioms deguonis yra mirtinas.

Dauginimasis vyksta dalijant ląstelę į dvi dalis. Kai jis pasiekia tam tikrą dydį, prasideda atskyrimo procesas. Ląstelė pailgėja ir joje susidaro skersinė pertvara. Susidariusios dalys išsisklaido, tačiau kai kurios rūšys lieka sujungtos ir sudaro grupes. Kiekviena naujai susiformavusi dalis maitinasi ir auga kaip savarankiškas organizmas. Padėjus į palankią aplinką, dauginimosi procesas vyksta dideliu greičiu.

Mikroorganizmai sugeba suskaidyti sudėtingas medžiagas į paprastas, kurias vėliau vėl gali panaudoti augalai. Todėl bakterijos yra nepakeičiamos medžiagų cikle, be jų daugelis svarbių procesų Žemėje būtų neįmanomi.

Ar tu žinai?

Išvada: nepamirškite nusiplauti rankų kiekvieną kartą grįžę namo, išėję į lauką. Eidami į tualetą taip pat nusiplaukite rankas su muilu. Paprasta taisyklė, bet labai svarbi! Laikykite jį švarų ir bakterijos jūsų netrukdys!

Norėdami sustiprinti medžiagą, kviečiame atlikti įdomias užduotis. Sėkmės!

Užduotis Nr.1

Atidžiai pažiūrėkite į paveikslėlį ir pasakykite, kuri iš šių ląstelių yra bakterinė? Pabandykite pavadinti likusias ląsteles nežiūrėdami į įkalčius:

2.2. Bakterijų klasifikacija ir morfologija

Bakterijų klasifikacija. Tarptautinio bakterijų kodekso sprendime buvo rekomenduojamos šios taksonominės kategorijos: klasė, skyrius, tvarka, šeima, gentis, rūšis. Rūšies pavadinimas atitinka dvejetainę nomenklatūrą, ty susideda iš dviejų žodžių. Pavyzdžiui, sifilio sukėlėjas rašomas kaip Treponema pallidum. Pirmas žodis yra ne-

genties pavadinimas ir rašomas didžiąja raide, antrasis žodis žymi rūšį ir rašomas mažąja raide. Kai rūšis minima dar kartą, bendrinis pavadinimas sutrumpinamas iki pradinės raidės, pavyzdžiui: T.pallidum.

Bakterijos yra prokariotai, t.y. ikibranduoliniai organizmai, nes jie turi primityvų branduolį be apvalkalo, branduolio ar histonų. citoplazmoje trūksta gerai organizuotų organelių (mitochondrijų, Golgi aparato, lizosomų ir kt.)

Senajame Bergey sisteminės bakteriologijos vadove bakterijos pagal bakterijų ląstelės sienelės ypatybes buvo suskirstytos į 4 skyrius: Gracilicutes - eubakterijos su plona ląstelės sienele, gramneigiamos; Firmikai - eubakterijos su stora ląstelės sienele, gramteigiamos; Tenericutes - eubakterijos be ląstelės sienelės; Mendosikutai - archebakterijos su pažeista ląstelės sienele.

Kiekvienas skyrius buvo suskirstytas į skyrius arba grupes, atsižvelgiant į Gramo dažymą, ląstelių formą, deguonies poreikį, judrumą, metabolines ir mitybos savybes.

Pagal 2-ąjį vadovo leidimą (2001 m.).Bergey, bakterijos skirstomos į 2 sritis:„Bakterijos“ ir „Archaja“ (2.1 lentelė).

Lentelė. Domeno charakteristikosBakterijosIrArchėja

*Tarp plonasienių gramneigiamų eubakterijų išskirti:

sferinės formos arba kokos (gonokokai, meningokokai, veillonella);

vingiuotos formos – spirochetos ir spirilė;

lazdelės formos, įskaitant riketsiją.

** Iki storasienių gramteigiamų eubakterijų apima:

sferinės formos arba kokos (stafilokokai, streptokokai, pneumokokai);

lazdelės formos, taip pat aktinomicetai (šakojančios, siūlinės bakterijos), korinebakterijos (klubo formos bakterijos), mikobakterijos ir bifidobakterijos (2.1 pav.).

Dauguma gramneigiamų bakterijų yra sugrupuotos į proteobakterijų grupę. remiantis ribosomų RNR panašumu „Proteobakterijos“ – pavadintos graikų dievo Protėjo vardu. įgauna įvairias formas). Jie atsirado dėl bendros fotosintezės tic protėvis.

Gramteigiamos bakterijos pagal ištirtas ribosomų RNR sekas yra atskira filogenetinė grupė, turinti du didelius padalinius – su dideliu ir mažu santykiu. G+ C (genetinis panašumas). Kaip ir proteobakterijos, ši grupė yra metaboliškai įvairi.

Į domeną "Bakterijos» apima 22 tipus, iš kuriųŠie dalykai yra labai svarbūs medicinoje:

TipasProteobakterijos

Klasė Alfaproteobakterijos. Gimdymas: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella

Klasė Betaproteobakterijos. Gimdymas: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum

Klasė Gamaproteobakterijos. Gimdymas: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Yarteinia, Shigella

Klasė Deltaproteobakterijos. Gentis: Bilophila

Klasė Epsilonproteobakterijos. Gimdymas: Kampilobakterijos, Helicobacter, Wolinella

TipasFirmikai (pagrindinisbūdugrampolo­ gyventojas)

Klasė Klostridijos. Gimdymas: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (gramneigiamas)

Klasė Mollicutes. Gentys: Mycoplasma, Ureaplasma

Klasė Bacilos. Gimdymas: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus

TipasAktinobakterijos

Klasė Aktinobakterijos. Gimdymas: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella

TipasClamydiae

Klasė Clamydiae. Gimdymas: Clamydia, Clamydophila

TipasSpirochetai

Klasė Spirochetai. Gimdymas: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira

Bacteroidetes giminė

Klasė Bakteroidai. Gimdymas: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella

Klasė Flavobakterijos. Gimdymas: Flavobakterija

Bakterijų pasiskirstymas pagal ląstelės sienelės struktūrines ypatybes siejamas su galimu jų spalvos kintamumu viena ar kita spalva Gramo metodu. Pagal šį 1884 metais danų mokslininko H. Gramo pasiūlytą metodą, priklausomai nuo dažymo rezultatų, bakterijos skirstomos į gramteigiamas, nusidažytas mėlynai violetine spalva ir gramneigiamas, nudažytas raudonai. Tačiau paaiškėjo, kad bakterijos, turinčios vadinamąjį gramteigiamą ląstelių sienelės tipą (storesnę nei gramneigiamų bakterijų), pavyzdžiui, Mobiluncus genties bakterijos ir kai kurios sporas formuojančios bakterijos, o ne įprasta gramas. -teigiama spalva, turi gramneigiamą spalvą. Todėl bakterijų taksonomijai ląstelių sienelių struktūrinės savybės ir cheminė sudėtis yra svarbesnės nei Gramo dažymas.

2.2.1. Bakterijų formos

Yra keletas pagrindinių bakterijų formų (žr. 2.1 pav.) – kokoidinės, lazdelės formos, vingiuotos ir šakotos, siūlinės bakterijų formos.

Sferinės formos arba kokos,- 0,5-1,0 mikronų dydžio sferinės bakterijos*, kurios pagal savo santykinę padėtį skirstomos į mikrokokus, diplokokus, streptokokus, tetrakokus, sarcinus Ir stafilokokai.

Mikrokokai(iš graikų kalbos mikros - mažas) - atskirai esančios ląstelės.

Diplokokas(iš graikų kalbos diploos - dvigubi arba suporuoti kokai yra poromis (pneumokokai, gonokokai, meningokokai), nes ląstelės po dalijimosi neatsiskiria. Pneumokokas (plaučių uždegimo sukėlėjas) turi lancetišką formą iš priešingų pusių, ir gonokokas(gonorėjos sukėlėjas) ir meningokokas (epideminio meningito sukėlėjas) yra kavos pupelių formos, jų įgaubtas paviršius yra vienas priešais kitą.

Streptokokai(iš graikų kalbos streptos - grandinė) - apvalios arba pailgos ląstelės, kurios sudaro grandinę dėl ląstelių dalijimosi toje pačioje plokštumoje ir ryšio tarp jų išsaugojimo dalijimosi vietoje.

Sarcins(iš lat. sarcina - krūva, rulonas) yra išdėstyti 8 ar daugiau kokosų paketų pavidalu, nes jie susidaro dalijantis ląstelėms trijose viena kitai statmenose plokštumose.

Stafilokokas(iš graikų kalbos stafilė - vynuogių kekė) - cocci, išdėstyti vynuogių kekės pavidalu dėl padalijimo į skirtingas plokštumas.

Strypo formos bakterijos skiriasi dydžiu, ląstelių galų forma ir santykine ląstelių padėtimi. Ląstelių ilgis svyruoja nuo 1,0 iki 10 µm, storis – nuo ​​0,5 iki 2,0 µm. Lazdelės gali būti taisyklingos (E. coli ir kt.) ir netaisyklingos (korinebakterijos Ir kitos) formos, įskaitant šakojančias, pavyzdžiui, aktinomicetuose. Mažiausios lazdelės formos bakterijos apima riketsiją.

Strypų galai gali būti nupjauti (juodligės bacila), suapvalinti (Escherichia coli), smailūs (fuzobakterijos) arba sustorėjimo pavidalu. Pastaruoju atveju strypas atrodo kaip kuokas (Corynebacterium diphtheria).

Šiek tiek išlenkti strypai vadinami vibrionais (Vibrio cholerae). Dauguma lazdelės formos bakterijų yra išsidėsčiusios atsitiktinai, nes po dalijimosi ląstelės atsiskiria. Jei po ląstelių dalijimosi ląstelės lieka sujungtos,

Jei jie turi bendrus ląstelės sienelės fragmentus ir nesiskiria, jie yra vienas kito atžvilgiu kampu (Corynebacterium diphtheria) arba sudaro grandinę (juodligės bacila).

Susuktos formos- pavyzdžiui, spiralės formos bakterijos spirilla, turintys kamščiatraukio formos vingiuotų ląstelių išvaizdą. Patogeninė spirila apima sukėlėją sodoku (žiurkės įkandimo ligą). Prie vingiuotų taip pat priskiriamos Campilobacter ir Helicobacter, kurios turi lenkimai kaip skraidančios žuvėdros sparnas; joms taip pat artimos bakterijos, tokios kaip spirochetos. Spirochetes- plonas, ilgas, gofruotas

spiralės formos) bakterijos, kurios nuo spirilės skiriasi mobilumu dėl ląstelių lenkimo pokyčių. Spirochetai susideda iš išorinės membranos

ląstelės sienelė), supančios protoplazminį cilindrą su citoplazmine membrana ir ašiniu siūlu (aksitilas). Ašinis siūlas yra po išorine ląstelės sienelės membrana (periplazmoje) ir tarsi sukasi aplink protoplazminį spirochetos cilindrą, suteikdamas jam spiralės formą (pirminės spirochetos garbanos). Ašinis siūlas susideda iš periplazminių fibrilių – bakterijų žiuželių analogų ir yra susitraukiantis baltymas flagellinas. Fibrilės pritvirtintos prie ląstelės galų (2.2 pav.) ir nukreiptos viena į kitą. Kitas fibrilių galas yra laisvas. Fibrilių skaičius ir išsidėstymas įvairiose rūšyse skiriasi. Fibrilės dalyvauja spirochetų judėjime, suteikdamos ląstelėms sukimosi, lenkimo ir transliacijos judesius. Šiuo atveju spirochetos sudaro kilpas, garbanas ir lenkimus, kurie vadinami antrinėmis garbanomis. Spirochetes

gerai nepriima dažiklių. Dažniausiai jie dažomi pagal Romanovsky-Giemsa arba sidabruojami. Gyvos spirochetos tiriamos naudojant fazinio kontrasto arba tamsaus lauko mikroskopiją.

Spirochetes atstovauja 3 gentys, kurios yra patogeniškos žmonėms: Treponema, Borelijos, Leptospira.

Treponema(Treponema genties) atrodo kaip ploni, kamščiatraukiu susukti siūlai su 8–12 vienodų mažų garbanų. Aplink treponemos protoplastą yra 3-4 fibrilės (flagela). Citoplazmoje yra citoplazminių gijų. Patogeniniai atstovai yra T.pallidum - sifilio sukėlėjas, T.pertenue - atogrąžų ligos sukėlėjas. Taip pat yra saprofitų - žmogaus burnos ertmės ir rezervuarų dumblo gyventojai.

Borelijos(gentis Borelijos), skirtingai nei treponemos, jos ilgesnės, turi 3-8 dideles garbanas ir 7-20 fibrilių. Tai apima pasikartojančio karščiavimo sukėlėją (IN.recurrentis) ir Laimo ligos sukėlėjai (IN.burgdorferi ir pan.).

Leptospira(gentis Leptospira) Jie turi negilias ir dažnas garbanas - susuktos virvės pavidalu. Šių spirochetų galai yra išlenkti kaip kabliukai su pastorinimais galuose. Formuodami antrines garbanas, jie įgauna raidžių išvaizdą S arba su; turi 2 ašinius siūlus (flagella). Patogeninis atstovas L. in­ teroganai nurijus su vandeniu ar maistu sukelia leptospirozę, dėl kurios išsivysto kraujavimas ir gelta.

citoplazmoje, o kai kurios – užkrėstų ląstelių branduolyje. Jie gyvena nariuotakojų (utėlių, blusų, erkių), kurie yra jų šeimininkai arba nešiotojai. Riketsija gavo savo pavadinimą iš amerikiečių mokslininko H. T. Rickettso, kuris pirmasis aprašė vieną iš ligų sukėlėjų (Rokio kalno dėmėtąją karštligę). Riketsijos forma ir dydis gali skirtis (netaisyklingos, siūlinės ląstelės), priklausomai nuo augimo sąlygų. Riketsijos struktūra nesiskiria nuo gramneigiamų bakterijų.

Riketsijų metabolizmas nepriklauso nuo ląstelės-šeimininkės, tačiau gali būti, kad dauginimuisi jos gauna daug energijos iš šeimininko ląstelės. Tepinėliuose ir audiniuose jie dažomi pagal Romanovsky-Giemsa, pagal Macchiavello-Zdrodovsky (riketsijos yra raudonos, o užkrėstos ląstelės yra mėlynos).

Žmonėms riketsijos sukelia epideminę šiltinę. (Riketsija prowazekii), erkių platinama riketsiozė (R. sibirica), Uolinių kalnų dėmėtoji karštligė (R. rickettsii) ir kitos riketsiozės.

Elementarieji kūnai patenka į epitelio ląstelę endocitozės būdu, susidarant tarpląstelinei vakuolei. Ląstelių viduje jos didėja ir virsta besidalijančiais tinkliniais kūneliais, suformuodamos sankaupas vakuolėse (inkliuzuose). Elementarieji kūnai susidaro iš tinklinių kūnų, kurie palieka ląsteles egzocitozės arba ląstelių lizės būdu. Tie, kurie išėjo

Elementarios kūno ląstelės patenka į naują ciklą, užkrėsdamos kitas ląsteles (16.11.1 pav.). Žmonėms chlamidiozė pažeidžia akis (trachomą, konjunktyvitą), urogenitalinį traktą, plaučius ir kt.

Aktinomicetai- išsišakojusios, siūlinės arba lazdelės formos gramteigiamos bakterijos. Jo pavadinimas (iš graikų k. actis - Rėjus, mykes - grybelis) jie gavo dėl drūzų susidarymo paveiktuose audiniuose - glaudžiai susipynusių siūlų granulės spindulių pavidalu, besitęsiančių iš centro ir baigiant kolbos formos sustorėjimais. Aktinomicetai, kaip ir grybai, formuoja grybieną – į siūlus panašias susipynusias ląsteles (hifai). Jie sudaro substratinį grybieną, kuris susidaro ląstelėms įaugus į maistinę terpę, ir oro grybieną, kuri auga terpės paviršiuje. Aktinomicetai gali suskaidyti grybieną į ląsteles, panašias į lazdelės ir kokos formos bakterijas. Ant aktinomicetų oro hifų susidaro sporos, kurios tarnauja dauginimuisi. Aktinomicetų sporos dažniausiai nėra atsparios karščiui.

Bendrą filogenetinę šaką su aktinomicetais sudaro vadinamieji nokardiniai (nokardioforminiai) aktinomicetai – kolektyvinė lazdelės formos, netaisyklingos formos bakterijų grupė. Atskiri jų atstovai formuoja išsišakojusias formas. Tai apima genčių bakterijas Korinebakterija, Mikobakterijos, Nocardianjxp. Nocardi tipo aktinomicetai išsiskiria tuo, kad ląstelės sienelėje yra cukrų arabinozė, galaktozė, taip pat mikolio rūgštys ir didelis kiekis riebalų rūgščių. Mikolio rūgštys ir ląstelių sienelių lipidai lemia bakterijų, ypač Mycobacterium tuberculosis ir raupsų, atsparumą rūgštims (dažant pagal Ziehl-Neelsen, jie yra raudoni, o rūgštims neatsparios bakterijos ir audinių elementai, skrepliai yra mėlyni).

Patogeniniai aktinomicetai sukelia aktinomikozę, nokardija – nokardiozę, mikobakterijos – tuberkuliozę ir raupsus, korinebakterijos – difteriją. Dirvožemyje plačiai paplitusios saprofitinės aktinomicetų ir į nokardiją panašios aktinomicetų formos, daugelis jų yra antibiotikų gamintojai.

Ląstelių sienelės- stipri, elastinga struktūra, kuri suteikia bakterijai tam tikrą formą ir kartu su ja esančia citoplazmine membrana „sulaiko“ aukštą osmosinį slėgį bakterijos ląstelėje. Dalyvauja ląstelių dalijimosi ir metabolitų transportavimo procese, turi bakteriofagų, bakteriocinų ir įvairių medžiagų receptorius. Storiausia ląstelės sienelė yra gramteigiamose bakterijose (2.4 ir 2.5 pav.). Taigi, jei gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės storis yra apie 15-20 nm, tai gramteigiamose bakterijose jis gali siekti 50 nm ar daugiau.

Mikoplazmos- mažos bakterijos (0,15-1,0 µm), apsuptos tik citoplazmine membrana. Jie priklauso klasei Mollicutes, turi sterolių. Dėl to, kad nėra ląstelės sienelės, mikoplazmos yra osmosiškai jautrios. Jie būna įvairių formų: kokoidiniai, siūliniai, kolbos formos. Šios formos matomos atliekant grynų mikoplazmų kultūrų fazinio kontrasto mikroskopiją. Tankioje maistinėje terpėje mikoplazmos sudaro kolonijas, panašias į keptus kiaušinius: centrinė nepermatoma dalis, panardinta į terpę, ir permatoma apskritimo formos periferija.

Mikoplazmos žmonėms sukelia netipinę pneumoniją (Mikoplazma pneumoniae) ir Urogenitalinių takų pažeidimai (M.homi- nis ir pan.). Mikoplazmos sukelia ligas ne tik gyvūnams, bet ir augalams. Nepatogeniški atstovai taip pat yra gana plačiai paplitę.

2.2.2. Bakterijų ląstelių struktūra

Bakterijų struktūra buvo gerai ištirta naudojant ištisų ląstelių ir jų plonų pjūvių elektroninę mikroskopiją bei kitus metodus. Bakterijos ląstelė yra apsupta membranos, susidedančios iš ląstelės sienelės ir citoplazminės membranos. Po apvalkalu yra protoplazma, susidedanti iš citoplazmos su inkliuzais ir branduolio, vadinamo nukleoidu. Yra papildomų struktūrų: kapsulė, mikrokapsulė, gleivės, žvyneliai, piliai (2.3 pav.). Kai kurios bakterijos nepalankiomis sąlygomis gali formuoti sporas.

Gramteigiamų bakterijų ląstelės sienelėje yra nedidelis kiekis polisacharidų, lipidų ir baltymų. Pagrindinis šių bakterijų ląstelės sienelės komponentas yra daugiasluoksnis peptidoglikanas (mu-reinas, mukopeptidas), kuris sudaro 40-90% ląstelės sienelės masės. Teichoinės rūgštys (iš graikų k. teichos - sienelė), kurių molekulės yra 8-50 glicerolio ir ribitolio likučių grandinės, sujungtos fosfatiniais tilteliais. Bakterijų formą ir stiprumą suteikia standi pluoštinė daugiasluoksnio peptidoglikano struktūra, susieto su peptidais.

Peptidoglikaną vaizduoja lygiagrečios molekulės glikanas. susidedantis iš pasikartojančių N-acetilgliukozamino ir N-acetilmuramo rūgšties liekanų, sujungtų glikozidine jungtimi. Šiuos ryšius suardo lizocimas, kuris yra acetilmuramidazė. Glikano molekulės yra sujungtos per N-acetilmuramo rūgštį keturių aminorūgščių peptidų kryžminiu ryšiu ( tetrapeptidas). Iš čia ir kilo šio polimero pavadinimas – peptidoglikanas.

Peptidoglikano peptidinio ryšio pagrindas gramneigiamose bakterijose yra tetrapeptidai, susidedantys iš kintančių L- ir D-aminorūgščių, pavyzdžiui: L-alaninas - D-glutamo rūgštis - mezo-diaminopimelio rūgštis - D-alaninas. U E.coli (gramneigiamos bakterijos) peptidų grandinės yra sujungtos viena su kita per vienos grandinės D-alaniną ir mezo-diaminopimeli-

nauja rūgštis - kita. Gramneigiamų bakterijų peptidoglikano peptidinės dalies sudėtis ir struktūra yra stabili, priešingai nei gramteigiamų bakterijų peptidoglikanas, kurio aminorūgštys gali skirtis savo sudėtimi ir seka. Peptidoglikano tetrapeptidai gramteigiamose bakterijose yra sujungti vienas su kitu 5 liekanų polipeptidinėmis grandinėmis

glicinas (pentaglicinas). Vietoj mezo-diamino-pimelio rūgšties juose dažnai yra lizino. Glikano elementai (acetilgliukozaminas ir acetilmuramo rūgštis) ir tetrapeptidinės aminorūgštys (mezo-diaminopimelio ir D-glutamo rūgštys, D-alaninas) yra išskirtinė bakterijų savybė, nes jų nėra gyvūnams ir žmonėms.

Gramteigiamų bakterijų gebėjimas išlaikyti gencijonų violetinę spalvą kartu su jodu, kai dažomas naudojant gramo dėmę (mėlynai violetinė bakterijų spalva), yra susijusi su daugiasluoksnio peptidoglikano savybe sąveikauti su dažais. Be to, vėlesnis bakterijų tepinėlio apdorojimas alkoholiu sukelia peptidoglikano porų susiaurėjimą ir taip išlaiko dažus ląstelės sienelėje. Gramneigiamos bakterijos netenka dažų po alkoholio poveikio, tai yra dėl mažesnio peptidoglikano kiekio (5-10% ląstelės sienelės masės); alkoholiu jie pakeičia spalvą ir, apdorojus fuksinu ar safraninu, įgauna raudoną spalvą.

IN gramneigiamų bakterijų ląstelės sienelės sudėtis patenka į išorinę membraną, per lipoproteinus jungiasi su apatiniu peptidoglikano sluoksniu (2.4 ir 2.6 pav.). Žiūrint ultraplonų bakterijų dalių elektroniniu mikroskopu, išorinė membrana atrodo kaip banguota trijų sluoksnių struktūra, panaši į vidinę membraną, kuri vadinama citoplazmine. Pagrindinis šių membranų komponentas yra bimolekulinis (dvigubas) lipidų sluoksnis.

Išorinė membrana yra mozaikinė struktūra, kurią sudaro lipopolisacharidai, fosfolipidai ir baltymai. Jo vidinį sluoksnį sudaro fosfolipidai, o išoriniame - yra lipopolisacharidas(LPS). Taigi išorinė membrana yra asimetriška. Išorinė membrana LPS susideda iš trijų fragmentų:

lipidas A - konservatyvi struktūra, beveik tokia pati gramneigiamose bakterijose;

šerdis arba šerdies, plutos dalis (lot. šerdis - šerdis), santykinai konservuota oligosacharidinė struktūra;

labai kintama O specifinė polisacharidų grandinė, susidaranti kartojant identiškas oligosacharidų sekas.

LPS yra „įtvirtintas“ išorinėje membranoje lipidu A, kuris sukelia LPS toksiškumą ir todėl yra identifikuojamas su endotoksinu. Antibiotikais sunaikinus bakterijas, išsiskiria didelis kiekis endotoksino, kuris pacientui gali sukelti endotoksinį šoką. LPS šerdis arba šerdies dalis tęsiasi nuo lipido A. Pati pastoviausia LPS šerdies dalis yra keto-deoksioktono rūgštis (3-deoksi-O-man-no-2-oktulozono rūgštis). O specifinė grandinė, besitęsianti nuo LPS molekulės šerdies, nustato tam tikros bakterijų padermės serogrupę, serovarą (bakterijų tipą, aptinkamą imuninio serumo). Taigi LPS sąvoka siejama su O-antigeno, pagal kurį galima diferencijuoti bakterijas, sąvoka. Genetiniai pokyčiai gali lemti defektus, bakterijų LPS „sutrumpėjimą“ ir „šiurkščias“ R formų kolonijas.

Išorinės membranos matriciniai baltymai prasiskverbia į ją taip, kad baltymų molekulės, vadinamos porinais, ribojasi su hidrofilinėmis poromis, pro kurias praeina vanduo ir mažos hidrofilinės molekulės, kurių santykinė masė siekia iki 700 Da.

Tarp išorinės ir citoplazminės membranos yra periplazminė erdvė arba periplazma, kurioje yra fermentų (proteazės, lipazės, fosfatazės,

nukleazės, beta laktamazės), taip pat transporto sistemų komponentai.

Kai bakterijų ląstelės sienelės sintezė sutrinka veikiant lizocimui, penicilinui, organizmo apsauginiams faktoriams ir kitiems junginiams, susidaro modifikuotos (dažnai sferinės) formos ląstelės: protoplastai – bakterijos, visiškai neturinčios ląstelės sienelės; sferoplastai yra bakterijos su iš dalies išsaugota ląstelės sienele. Pašalinus ląstelės sienelės inhibitorių, tokios pakitusios bakterijos gali apsisukti, t.y. įgyti pilną ląstelės sienelę ir atkurti pradinę formą.

Sfero- arba protoplasto tipo bakterijos, kurios, veikiant antibiotikams ar kitiems veiksniams, praradusios gebėjimą sintetinti peptidoglikaną ir galinčios daugintis, vadinamos L formomis (nuo D. Listerio instituto pavadinimo, kur jos buvo pirmą kartą studijavo). L formos taip pat gali atsirasti dėl mutacijų. Tai osmosiškai jautrios, sferinės, kolbos formos įvairaus dydžio ląstelės, įskaitant ir praeinančias per bakterijų filtrus. Kai kurios L formos (nestabilios), kai pašalinamas veiksnys, lėmęs bakterijų pokyčius, gali pasikeisti, „sugrįžta“ į pradinę bakterijų ląstelę. L formas gali gaminti daugelis infekcinių ligų sukėlėjų.

Citoplazminė membrana ana ultraplonų pjūvių elektroninėje mikroskopijoje tai yra trijų sluoksnių membrana (2 tamsūs sluoksniai, kurių kiekvienas 2,5 nm storio, atskirtas šviesiu tarpiniu sluoksniu). Savo struktūra (žr. 2.5 ir 2.6 pav.) ji panaši į gyvūnų ląstelių plazmalemą ir susideda iš dvigubo lipidų sluoksnio, daugiausia fosfolipidų, su įterptu paviršiumi ir vientisais baltymais, kurie tarsi prasiskverbia pro membranos struktūrą. Kai kurios iš jų yra permeazės, susijusios su medžiagų transportavimu.

Citoplazminė membrana yra dinamiška struktūra su mobiliais komponentais, todėl ji laikoma mobilia skysčio struktūra. Jis supa išorinę bakterijų citoplazmos dalį ir dalyvauja reguliuojant osmosinį slėgį.

niya, medžiagų pernešimas ir ląstelės energijos apykaita (dėl elektronų transportavimo grandinės fermentų, adenozintrifosfatazės ir kt.).

Esant pernelyg dideliam augimui (palyginti su ląstelės sienelės augimu), citoplazminėje membranoje susidaro invaginacijos – invaginacijos sudėtingų susuktų membraninių struktūrų, vadinamų mezosomomis, pavidalu. Mažiau sudėtingos susuktos struktūros vadinamos intracitoplazminėmis membranomis. Mezosomų ir intracitoplazminių membranų vaidmuo nėra visiškai suprantamas. Netgi teigiama, kad jie yra artefaktas, atsirandantis paruošus (fiksavus) mėginį elektroninei mikroskopijai. Nepaisant to, manoma, kad citoplazminės membranos dariniai dalyvauja ląstelių dalijimosi procese, teikdami energiją ląstelės sienelės sintezei, dalyvauja medžiagų sekrecijoje ir sporuliavime, t.y. daug energijos suvartojančiuose procesuose.

Citoplazma užima pagrindinį bakterinės ląstelės tūrį ir susideda iš tirpių baltymų, ribonukleino rūgščių, inkliuzų ir daugybės mažų granulių – ribosomų, atsakingų už baltymų sintezę (vertimą).

Bakterijų ribosomų dydis yra apie 20 nm, o sedimentacijos koeficientas – 70S, priešingai nei eukariotų ląstelėms būdingos SOS ribosomos. Todėl kai kurie antibiotikai, jungdamiesi prie bakterijų ribosomų, slopina bakterijų baltymų sintezę, nepaveikdami baltymų sintezės eukariotinėse ląstelėse. Bakterijų ribosomos gali išsiskirti į du subvienetus – 50S ir 30S. Ribosominės RNR (rRNR) yra konservuoti bakterijų elementai (evoliucijos „molekulinis laikrodis“). 16S rRNR yra mažo ribosomų subvieneto dalis, o 23S rRNR yra didelio ribosomų subvieneto dalis. 16S rRNR tyrimas yra genų sistematikos pagrindas, leidžiantis įvertinti organizmų giminingumo laipsnį.

Citoplazmoje yra įvairių intarpų glikogeno granulių, polisacharidų, beta-hidroksisviesto rūgšties ir polifosfatų (volutino) pavidalu. Jie kaupiasi, kai aplinkoje yra maistinių medžiagų perteklius ir

Jie veikia kaip atsarginės medžiagos mitybos ir energijos poreikiams patenkinti.

Volutin turi afinitetą pagrindiniams dažams ir yra lengvai aptinkamas naudojant specialius dažymo metodus (pavyzdžiui, Neisser) metachromatinių granulių pavidalu. Naudojant toluidino mėlyną arba metileno mėlyną, volutinas nusidažo raudonai violetine spalva, o bakterijos citoplazma nusidažo mėlyna spalva. Būdingas volutino granulių išsidėstymas difterijos baciloje atsiskleidžia intensyviai dažytų ląstelių polių pavidalu. Metachromatinis volutino dažymas yra susijęs su dideliu polimerizuoto neorganinio polifosfato kiekiu. Pagal elektronų mikroskopiją jie atrodo kaip elektronų tankios 0,1–1,0 mikrono dydžio granulės.

Nukleoidas– lygiavertis bakterijų branduoliui. Jis yra centrinėje bakterijų zonoje dvigrandės DNR pavidalu, uždarytas žiedu ir sandariai supakuotas kaip rutulys. Bakterijų branduolys, skirtingai nei eukariotai, neturi branduolio apvalkalo, branduolio ir pagrindinių baltymų (histonų). Paprastai bakterijos ląstelėje yra viena chromosoma, kurią vaizduoja DNR molekulė, uždaryta žiede.Jei dalijimasis sutrinka, joje gali susijungti 4 ar daugiau chromosomų. Nukleoidas aptinkamas šviesos mikroskopu po dažymo naudojant DNR specifinius metodus: Feulgen arba Romanovsky-Giemsa. Itin plonų bakterijų dalių elektronų difrakcijos modeliuose nukleoidas atrodo kaip šviesos zonos su fibrilinėmis, į siūlus panašiomis DNK struktūromis, susietomis tam tikrose srityse.

citoplazminė membrana arba mezoso-

mano, dalyvauja chromosomų replikacijoje (žr. 2.5 ir 2.6 pav.).

Be nukleoido, atstovaujamo vienu

chromosomos, bakterijos ląstelėje yra

nechromosominiai paveldimumo veiksniai -

plazmidės (žr. 5.1.2 skyrių), atstovaujančios

yra kovalentiškai uždaryti DNR žiedai.

Kapsulė, mikrokapsulė, gleivės . Kapsulė-

Gleivinė struktūra, kurios storis didesnis nei 0,2 mikrono, tvirtai susieta su bakterijų ląstelės sienele ir turinti aiškiai apibrėžtas išorines ribas. Kapsulė matoma pirštų atspaudų tepinėliuose iš patologinės medžiagos. Grynose bakterijų kultūrose susidaro kapsulė

ne taip dažnai. Jis aptinkamas naudojant specialius tepinėlio dažymo būdus pagal Burri-Gins, kuris sukuria neigiamą kapsulės medžiagų kontrastą: rašalas aplink kapsulę sukuria tamsų foną.

Kapsulę sudaro polisacharidai (egzopolisacharidai), kartais polipeptidai; pavyzdžiui, juodligės baciloje ji susideda iš D-glutamo rūgšties polimerų. Kapsulė yra hidrofilinė, joje yra daug vandens. Jis apsaugo nuo bakterijų fagocitozės. Kapsulės antigenas-na: jį sukelia antikūnai prieš kapsulę padidėjimas (patinimo reakcija ir aš kapsulė ly).

Daugelis bakterijų sudaro mikrokapsulę – mažesnio nei 0,2 mikrono storio gleivinę darinį, aptinkamą tik elektroniniu mikroskopu. Gleives reikėtų skirti nuo kapsulės – gleivinių egzopolisacharidų, kurie neturi aiškių išorinių ribų. Gleivės tirpsta vandenyje.

Gleiviniai egzopolisacharidai būdingi Pseudomonas aeruginosa gleivinės padermėms, kurios dažnai randamos cistine fibroze sergančių pacientų skrepliuose. Bakteriniai egzopolisacharidai dalyvauja sukibime (prilimpa prie substratų); jie taip pat vadinami gliko-

Calix. Be bakterijų atliekamos egzopolisacharidų sintezės, yra ir kitas jų susidarymo mechanizmas: tarpląstelinių bakterijų fermentų veikimas disacharidus. Dėl to susidaro dekstranai ir levanai.

Kapsulė ir gleivės apsaugo bakterijas nuo pažeidimų ir išsausėjimo, nes, būdamos hidrofilinės, gerai suriša vandenį ir neleidžia veikti apsauginiams makroorganizmo ir bakteriofagų faktoriams.

Flagella bakterijos lemia bakterijos ląstelės mobilumą. Žvyneliai yra ploni siūlai, kilę iš citoplazminės membranos ir yra ilgesni už pačią ląstelę (2.7 pav.). Žvynelių storis 12-20 nm, ilgis 3-15 µm. Jie susideda iš 3 dalių: spiralinio siūlelio, kabliuko ir bazinio korpuso, kuriame yra strypas su specialiais diskais (1 pora diskų gramteigiamų bakterijų ir 2 poros gramneigiamų bakterijų). Flagelos yra pritvirtintos prie citoplazminės membranos ir ląstelės sienelės diskais. Taip sukuriamas elektrinio variklio efektas su strypu – rotoriumi – sukančiu žvynelį. Protonų potencialo skirtumas ant citoplazminės membranos naudojamas kaip energijos šaltinis. Sukimosi mechanizmą užtikrina protonų ATP sintetazė. Žvynelinės sukimosi greitis gali siekti 100 aps./s. Jei bakterija turi keletą žvynelių, jos pradeda sinchroniškai suktis, susipindamos į vieną ryšulį, sudarydamos savotišką sraigtą.

Flagella susideda iš baltymo - flagelino (iš. žvyneliai - flagellum), kuris yra antigenas – vadinamasis H-antigenas. Flagellino subvienetai yra susukti spirale.

Įvairių rūšių bakterijų žvynelių skaičius svyruoja nuo vieno (monotrichus) Vibrio cholerae iki dešimčių ir šimtų žiuželių, besitęsiančių palei bakterijos (peritrichus) perimetrą Escherichia coli, Proteus ir kt. Lophotrichus turi žiuželių pluoštą vienoje ląstelės pabaiga. Amfitrichija turi vieną žvynelį arba žvynelių pluoštą priešinguose ląstelės galuose.

Žaliavos aptinkamos naudojant sunkiaisiais metalais purškiamų preparatų elektroninę mikroskopiją arba šviesos mikroskopu po apdorojimo specialiais metodais, pagrįstais įvairių ėsdinimo ir adsorbcija.

medžiagos, dėl kurių padidėja žvynelių storis (pavyzdžiui, pasidabravus).

Villi, arba gėrė(fimbriae) – siūliški dariniai (2.7 pav.), plonesni ir trumpesni (3 + 10 nm x 0,3 + 10 µm) už žiuželius. Piliai tęsiasi nuo ląstelės paviršiaus ir yra sudaryti iš baltymo pilino. Jie turi antigeninį aktyvumą. Yra pilių, atsakingų už adheziją, ty už bakterijų prijungimą prie paveiktos ląstelės, taip pat pilių, atsakingų už mitybą, vandens-druskų apykaitą ir seksualinį (F-pili), arba konjugacijos pilis.

Pilių paprastai būna daug – po kelis šimtus vienoje ląstelėje. Tačiau ji paprastai turi 1-3 seksualinius pjūklus vienoje ląstelėje: juos sudaro vadinamosios „vyriškos“ donorinės ląstelės, kuriose yra perduodamų plazmidžių. (F-, R-, Col plazmidės). Išskirtinis lyties pilių bruožas yra jų sąveika su specialiais „vyriškais“ sferiniais bakteriofagais, kurie intensyviai adsorbuojasi ant lytinių pilių (2.7 pav.).

Ginčas- savita ramybės būsenos bakterijų forma, turinti gramteigiamą ląstelių sienelės sandaros tipą (2.8 pav.).

Sporos susidaro nepalankiomis bakterijoms egzistuoti sąlygomis (džiūvimas, maistinių medžiagų trūkumas ir kt.). Bakterijos ląstelės viduje susidaro viena spora (endospora). Sporų susidarymas prisideda prie rūšies išsaugojimo ir nėra dauginimosi būdas, kaip grybams.

Sporas formuojančios genties bakterijos Bacila, y kurių sporų dydis neviršija ląstelės skersmens, vadinamos bacilomis. Sporas formuojančios bakterijos, kurių sporos dydis viršija ląstelės skersmenį, todėl jos įgauna verpstės formą, vadinamos klostridijomis, pavyzdžiui, genties bakterijos. Clostridium (lot. Clostridium - suklys). Sporos yra atsparios rūgštims, todėl Aujeszky metodu arba Ziehl-Neelsen metodu dažomos raudonai, o vegetatyvinė ląstelė dažoma mėlynai.

Sporuliacija, sporų forma ir vieta ląstelėje (vegetatyvinė) yra bakterijų rūšies savybė, leidžianti jas atskirti viena nuo kitos. Sporų forma gali būti ovali, sferinė; vieta ląstelėje yra galinė, t. y. lazdelės gale (stabligės sukėlėjoje), poterminis - arčiau lazdelės galo (botulizmą, dujų gangreną sukeliančiose ligose) ir juodligės bacilos centre. .

Procesas sporuliacija(sporuliacija) pereina eilę etapų, kurių metu atsiskiria dalis bakterijos vegetatyvinės ląstelės citoplazmos ir chromosomos, apsuptos augančia citoplazmine membrana – susidaro prospora. Prosporą supa dvi citoplazminės membranos, tarp kurių susidaro storas modifikuotas žievės (žievės) peptidoglikano sluoksnis. Iš vidaus jis liečiasi su sporos ląstelės sienele, o iš išorės – su vidiniu sporos apvalkalu. Išorinį sporos apvalkalą sudaro vegetatyvinė ląstelė. Kai kurių bakterijų sporos turi papildomą dangą - egzosporiumas. Tokiu būdu susidaro daugiasluoksnis, prastai laidus apvalkalas. Sporuliaciją lydi intensyvus dipikolio rūgšties ir kalcio jonų suvartojimas prosporoje, o vėliau – besivystančios sporos apvalkalas. Ginčas įgyja karščiui atsparus, kuris yra susijęs su kalcio dipikolinato buvimu jame.

Sporos gali išlikti ilgą laiką dėl daugiasluoksnio apvalkalo, kalcio dipikolinato, mažo vandens kiekio ir vangų medžiagų apykaitos procesų. Pavyzdžiui, dirvožemyje juodligės ir stabligės sukėlėjai gali išlikti dešimtmečius.

Esant palankioms sąlygoms, sporos sudygsta, pereina tris iš eilės stadijas:

motyvacija, iniciatyva, augimas. Tokiu atveju iš vienos sporos susidaro viena bakterija. Aktyvinimas yra pasirengimas dygimui. Esant 60-80 °C temperatūrai, sporos suaktyvėja dygimui. Dygimo pradžia trunka keletą minučių. Išaugimo stadijai būdingas greitas augimas, lydimas lukšto sunaikinimo ir daigelio atsiradimo.