Bakterijų struktūra ir klasifikacija. Mikroorganizmų struktūra. Žvynelių vieta ir skaičius

Pagal aštuntąjį Bergerio bakterijų vadovo leidimą visos bakterijos suskirstytos į 19 grupių. Skirstymas grindžiamas kai kuriomis svarbiomis bakterijų savybėmis: jų ląstelės forma, santykiu su deguonimi, sporų susidarymu, Gramo dažymu*, dauginimosi ypatybėmis, mitybos tipu ir kt. Maisto pramonei svarbios šios grupės.

* Gramo dažymas yra svarbi diagnostinė funkcija mikroorganizmams identifikuoti, atskleidžianti esminius jų ląstelės sienelės struktūros ir sudėties skirtumus. Taigi gramteigiami organizmai dažomi violetine spalva (pradinė spalva), gramneigiami organizmai yra raudonai ruda (antrinė spalva, nes apdorojant alkoholio tirpale pagrindinė spalva neišsaugoma).

Mikroorganizmai, kurių dažymas yra teigiamas gramui, savo ląstelių sienelėse turi mažai baltymų ir polisacharidų. Tai mielės, kokos ir lazdelės bakterijos, daugelis formuoja sporas arba jų nesudaro (pavyzdžiui, pieno rūgšties bakterijos) ir kt.

Mikroorganizmuose, kurie neigiamai dažo gramą, ląstelės sienelėje yra riebalų ir baltymų junginių, angliavandenių ir fosfatų. Tai sporų nesudarantys kokosai ir bakterijos (įskaitant acto rūgštį), Escherichia coli grupės bakterijos ir kt.

1. Gramneigiamos aerobinės lazdelės ir kokosai. Tarp šių bakterijų svarbi Pseudomonas šeima – tiesios arba išlenktos lazdelės su poliariškai išsidėsčiusiomis žvyneliais. Nesugeba fermentuotis, kvėpavimo apykaita, griežti anaerobai (negali daugintis esant deguoniui), sudaro fermentą katalazę ir šiek tiek oksidazės. Jie dauginasi ant maisto produktų permatomų kolonijų, kartais gleivių, pavidalu.

Sukelia produkto spalvos pasikeitimą – pažaliuoja arba paruduoja. Jie dauginasi 4-43 °C temperatūroje, yra atsparūs šalčiui, genda maisto produktus.

2. Gramneigiamos fakultatyvinės anaerobinės lazdelės ir kokos. Tai apima šeimas, turinčias didelę reikšmę maisto kokybei ir žmonių sveikatai.

Enterobacteriaceae šeima (Enterobacteriaceae)- mažos lazdelės, judrios (peritrichinės) arba nejudrios, nesudarančios sporų, aerobų ar fakultatyvinių anaerobų. Metabolizmas yra kvėpavimo arba fermentinis. Kai fermentuojama gliukozė ir kiti angliavandeniai, susidaro rūgštis ir dujos (ne visiems). Jie sudaro fermentą katalazę arba oksidazę. Enterobakterijos yra žmonių ir gyvūnų virškinimo trakto gyventojai. Pagal biochemines charakteristikas enterobakterijos skirstomos į du didelius poskyrius. Pirmoji apima tris gentis: Escherichia, Salmonella ir Shigella, antroji - Proteus gentis.

Escherichia- tiesūs maži strypai, pavieniai arba suporuoti, mobilūs (peritrichiniai) arba nejudrūs. Jie gerai auga paprastose maistinėse terpėse. Jie fermentuoja gliukozę ir kitus angliavandenius, kad susidarytų organinės rūgštys.

Salmonella- strypai, dažniausiai kilnojami (peritrichai). Dauguma bakterijų auga sintetinėse terpėse ir fermentuoja kai kuriuos cukrus, kad susidarytų dujos. Sukelia žmonių apsinuodijimą maistu ir infekcines ligas.

Shigella- nejudančios lazdelės be kapsulių, gerai augančios maistinėse terpėse. Jie fermentuoja gliukozę ir kitus angliavandenius, kad susidarytų rūgštis, bet negamina dujų. Sukelia dizenteriją.

Proteusas- tiesūs maži strypai, kokosiniai arba netaisyklingos formos. Priklausomai nuo aplinkos sąlygų, keičiasi ląstelių forma. Yra ląstelės, sujungtos poromis arba grandinėmis. Ląstelės yra judrios (peritrichinės 37 °C temperatūroje, judrumo dažnai nėra). Jie nesudaro kapsulių. Fermentuojasi angliavandeniai ir susidaro indolas. Augimo temperatūros ribos yra 10–43 °C.

Vibrioaceae šeima (Vibrioaceae)- tiesūs ir lenkti strypai, dažniausiai judantys, poliarinės žiogelės. Fermentinė ir kvėpavimo medžiagų apykaita. Oksidazę gamina fakultatyviniai anaerobai. Paprastai randama gėlame ir jūros vandenyje, kartais žuvyse ar žmonėse.

Šiai šeimai priklauso trys gentys – Vibrio, Zymomonas ir Flavobacterium.

Vibrio- trumpi maži strypeliai, nesudarantys sporų, tiesūs arba išlenkti, mobilūs. Kai kurios rūšys, aptinkamos žmonių ir gyvūnų virškinamajame trakte, yra patogeniškos žmonėms ir žuvims. Sukelia choleros ligą.

Zymomonas ir Flavobacterium bakterijoms augti optimali temperatūra yra žemesnė nei 30 °C. Jie plačiai paplitę dirvožemyje, gėluose ir jūros vandenyse. Flavobakterijos dažniausiai aptinkamos ant daržovių perdirbimo metu ir pieno produktuose. Kai kurie yra fermentacijos pramonės kenkėjai.

3. Gram-teigiami kokai.Šiai grupei priklauso trys bakterijų šeimos, kurios skiriasi deguonies poreikiu ir ląstelių išsidėstymu.

Šeima Micrococcacee (Micrococcus)- mažos sferinės ląstelės; Dauginantis jie dalijasi dviem ar trimis kryptimis, sudarydami netaisyklingas grupes, tetradas (4 ląstelių grupes) arba paketus. Jos nesudaro sporų, yra paslankios arba nejudrios, medžiagų apykaita kvėpavimo arba rūgimo būdu. Jie auga esant 5% valgomosios druskos, daugelis gali atlaikyti iki 10-15% koncentraciją. Susidaro katalazė. Aerobai arba fakultatyviniai anaerobai. Optimali vystymosi temperatūra yra 25-30 °C. Jie yra įprasti dirvožemio ir gėlo vandens gyventojai. Dažnai randama žmonių ir gyvūnų ekskrementuose. Micrococcacee šeimoje didžiausią reikšmę turi Staphylococcus gentis, gaminanti toksinus.

Stafilokokas- ląstelės yra sferinės formos, mažos, išsidėsčiusios pavieniui ir poromis, taip pat netaisyklingose ​​sankaupose. Judrus, nesudaro sporų. Metabolizmas vyksta kvėpavimo ir fermentacijos būdu. Dėl tarpląstelinių fermentų susidarymo jie gali suskaidyti daugybę organinių medžiagų – baltymų ir riebalų. Dauguma padermių auga, kai yra 15% valgomosios druskos. Paprastai jautrus karščiui. Jie gamina toksinus, todėl daugelis padermių (teigiamos koaguliazės, pavyzdžiui, Staphylococcus aureus) yra patogeniškos.

Streptococcaceae šeima (streptokokai)- sferinės arba ovalo formos ląstelės, poromis arba įvairaus ilgio grandinėmis arba tetradomis. Judrus, nesudaro sporų. Fakultatyviniai anaerobai. Metabolizmas yra fermentacinis. Rūgštys susidaro iš angliavandenių.

Svarbiausios yra trys gentys: Streptococcus, Leuconostocus ir Pediococcus.

Streptokokas- fermentuoti gliukozę, kad susidarytų daugiausia pieno rūgštis. Ląstelės poromis, grandinės. Katalazė nesusidaro. Retai mobilus.

Leuconostokas- fermentuoti gliukozę, kad susidarytų pieno rūgštis ir kiti produktai. Ląstelės dalijasi vienoje plokštumoje, susidaro ląstelių ir grandinių poros. Katalazė nesusidaro. Daugelis jų yra kenkėjai gaminant cukrų, gaiviuosius gėrimus ir kt.

Pediococcus- randama pavienių ląstelių, porų ir tetradų arba grandinių pavidalu. Judrus, nesudaro sporų, rauginamas metabolizmas.

Pieno rūgštis susidaro iš gliukozės ir kitų cukrų. Anaerobai, bet gali augti esant nedideliam deguonies kiekiui. Katalazė paprastai negaminama. Želatina nėra suskystinta. Pediokokai yra saprofitai ir randami fermentuojančiose augalinėse medžiagose. Jie yra alaus gamybos kenkėjai, rečiau paplitę piene ir pieno produktuose. Kai kurie iš jų yra atsparūs valgomajai druskai ir išsivysto esant 15% koncentracijai aplinkoje.

4. Strypai ir kokos, kurie sudaro endosporas. Tarp šios grupės bakterijų didžiausią reikšmę maisto pramonei turi kelios Bacilliaceae šeimai priklausančios gentys.

Bacilliaceae šeima (Bacilliaceae)- lazdelės formos ląstelės formuoja endosporas, kurios yra atsparesnės karščiui ir kitiems nepalankiems aplinkos veiksniams. Dauguma atstovų yra gramteigiami, judrūs arba nejudrūs, aerobai arba anaerobai.

Šioje šeimoje didžiausią reikšmę turi dvi gentys: Bacillus ir Clostridium.

Bacillus gentis- mažos judrios lazdelės, žievės dažniausiai ląstelės gale. Jie formuoja karščiui atsparias sporas. Dauguma rūšių gamina katalazę. Griežti aerobai arba fakultatyviniai anaerobai. Atskiros Bacillus genties rūšys skiriasi ląstelių forma, sporos padėtimi ląstelės centre arba gale, taip pat biocheminėmis savybėmis.

Tarp šios genties atstovų yra puvimo bakterijų – saprofitų, sukeliančių baltymų hidrolizę – Bacillus subtilis (bacillus subtilis), kurios formuoja labai karščiui atsparias sporas.

Tai pačiai genčiai priklauso patogeninės bakterijos, sukeliančios apsinuodijimą maistu (Bacillus cereus), taip pat patogeninė Bacillus anthracis, sukelianti ūmią infekcinę gyvūnų ligą, kuri perduodama žmonėms – juodligę.

Clostridium gentis- strypai, dažniausiai mobilūs (peritrichai), kartais nejudrūs. Jie formuoja įvairių formų sporas (nuo ovalių iki sferinių), kurios dažniausiai išpučia ląstelę. Mezofilinės klostridijos gyvena dirvožemyje, dulkėse, ore, vandenyje ir rezervuarų nuosėdose. Jie sukelia puvimo procesus, sviesto rūgšties rūgimą, fermentuoja cukrų, o kai kurios rūšys fiksuoja atmosferos azotą. Dauguma padermių yra griežti anaerobai, nors kai kurios gali augti esant atmosferos deguoniui. Katalazė paprastai negaminama. Paprastai gramteigiamas.

Clostridium genčiai priklauso įvairių savybių turinčios bakterijos. Kai kurie iš jų yra mezofilai ir nuolat užteršia maisto produktus. Kai kurios klostridijos yra termofilinės, formuoja karščiui atsparias sporas ir sukelia konservų gedimą.

Kai kurios klostridijų rūšys, pavyzdžiui, Clostridium botulinum, gamina toksinus ir sukelia apsinuodijimą maistu. Dvi Clostridium genties rūšys yra patogeniškos. Clostridium tetani sukelia stabligę žmonėms. Clostridium perfringens, patekęs į virškinamąjį traktą, sukelia apsinuodijimą maistu, o patekęs į žaizdas – dujų gangreną.

5. Gramteigiamos lazdelės, kurios nesudaro sporų. Bakterijos yra lazdelės formos arba siūlinės, judrios arba nejudrios, formuojančios katalazę arba jos negalinčios.

Lactobacillaceae šeima (lactobacillus).Šios šeimos bakterijos yra tiesios arba išlenktos lazdelės, dažniausiai pavienės arba grandinėmis. Pagrindinė dalis yra nejudanti. Anaerobai arba fakultatyviniai anaerobai. Jie turi sudėtingus mitybos poreikius organinėms medžiagoms. Galintis fermentuoti cukrų. Katalazė nesusidaro. Lactobacillus genties bakterijos (pieno rūgšties bakterijos) yra lazdelės, dažnai sudarančios grandines. Mobilumas yra retas. Metabolizmas yra fermentacinis. Kai kurie šios genties atstovai yra griežti anaerobai, kiti gali augti turėdami prieigą prie atmosferos deguonies. Fermentuoti cukrų. Augimo temperatūros ribos yra 5-53 °C, optimali temperatūra 30-40 °C. Atsparus rūgštims: auga esant pH 5,0 ir žemiau.

Rūšys skiriasi pieno rūgšties fermentacijos tipu. Homofermentinėse rūšyse pagrindinis atliekų produktas yra pieno rūgštis. Tai apima bakterijas Lactobacillus bulgaricus (bulgarų bacila), naudojamas rūgpieniui gaminti, Lactobacillus casei, naudojamas sūrio gamyboje ir kt.

Ryžiai. 5. Aktinomicetų sandara: a - išsišakoję hifai (siūlai); b - hifų dalis su sporomis; c - strypai su šoninėmis ataugomis.

Heterofermentinėse bakterijose dėl gliukozės fermentacijos 50% galutinių produktų yra pieno rūgštis, likusi dalis yra anglies dioksidas ir rūgštys.

6. Aktinomicetai ir susiję mikroorganizmai.

Šiai grupei priklauso bakterijos, kurios skiriasi ląstelių forma ir savybėmis.

Corynebacterium gentis- gramteigiamos, nejudrios netaisyklingos formos lazdelės, kurios nesudaro sporų ir katalazės. Tarp jų yra žinomos patogeninės rūšys, gaminančios toksinus - tai difterijos sukėlėjai, taip pat tie, kurie sukelia augalų ir gyvūnų ligas. Jie išsiskiria „spustelėjimo“ padalijimu. Tai taip pat apima organizmus, kurie sukelia propiono rūgšties fermentaciją – propiono rūgšties bakterijas.

Didelę reikšmę turi aktinomicetai – nejudrūs vienaląsčiai organizmai, turintys galimybę šakotis. Vieni aktinomicetai grybieną formuoja iš plonų gijų, kiti (nemicelio) egzistuoja atskirų netaisyklingos formos, kartais kokoidinių ląstelių pavidalu (5 pav.).

Aktinomicetai yra plačiai paplitę dirvožemyje, vandenyje ir maiste ir sukelia gedimą, pasireiškiantį žemės kvapu.

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 tai nutinka identifikuojant mikroorganizmus, turinčius netradicinių mitybos poreikių ar gyvenimo sąlygų. Genties pavadinimas dažniausiai arba remiantis atitinkamo mikroorganizmo (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) morfologine charakteristika, arba kilęs 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;
• chlamidijos.

Užsakymai skirstomi į grupes.

Prokariotai skiriasi nuo eukariotų nes neturiu:

• 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 tinklas;
• 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 yra peptidoglikanas (diaminopeminė rūgštis);
• Plazmidės yra autonomiškai replikuojančios dvigrandės DNR apvalios 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.

Garsiausias:

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 diferenciacijaįjungtaparinktys:

• 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.

Bakterijos yra prokariotiniai mikroorganizmai, turintys ląstelinę struktūrą. Jų dydžiai svyruoja nuo 0,1 iki 30 mikronų. Mikrobai yra labai dažni. Jie gyvena dirvožemyje, ore, vandenyje, sniege ir net karštose versmėse, ant gyvūnų kūno, taip pat gyvų organizmų, įskaitant žmogaus, viduje.

Skiriant bakterijas rūšis, atsižvelgiama į keletą kriterijų, tarp kurių dažniausiai atsižvelgiama į mikroorganizmų formą ir jų erdvinį pasiskirstymą. Taigi, pagal ląstelių formą, bakterijos skirstomos į:

Coca - mikro-, diplo-, strepto-, stafilokokai, taip pat sarkina;

Strypo formos – monobakterijos, diplobakterijos ir streptobakterijos;

Susuktos rūšys yra vibrios ir spirochetos.

Bergey determinantas susistemina visas žinomas bakterijas pagal plačiausiai praktinėje bakteriologijoje naudojamus bakterijų identifikavimo principus, paremtus ląstelės sienelės struktūros skirtumais ir ryšiu su Gramo dažymu. Bakterijų aprašymas pateikiamas grupėmis (skyriais), kurios apima šeimas, gentis ir rūšis; kai kuriais atvejais grupės apima klases ir ordinus. Žmonėms patogeniškos bakterijos yra įtrauktos į nedidelį skaičių grupių.

Raktas identifikuoja keturias pagrindines bakterijų kategorijas -

Gracillicutes [iš lat. gracilis, gracingas, plonas, + cutis, oda] - rūšys su plona ląstelės sienele, dažymas gramneigiamas;

firmicutes [iš lat. flrmus, stiprus, + cutis, oda] - bakterijos su stora lstels sienele, dazymas gramteigiamas;

Tenericutes [iš lat. stangresnė, švelni, + cutis, oda] - bakterijos, neturinčios ląstelės sienelės(mikoplazmos ir kiti Mollicutes klasės atstovai)

Mendosikutai [iš lat. mendosus, netaisyklingos, + cutis, oda] - archebakterijos (metaną ir sulfatą redukuojančios, halofilinės, termofilinės ir archebakterijos, neturinčios ląstelės sienelės).

2 Bergey determinanto grupė. Aerobinės ir mikroaerofilinės judrios vingiuotos ir lenktos gramneigiamos bakterijos. Žmonėms patogeniškos rūšys yra įtrauktos į Campylobacter ir Helicobacters Spirillum gentis.

3 Bergey determinanto grupė. Nejudrios (retai judrios) gramneigiamos bakterijos. Sudėtyje nėra patogeninių rūšių.

4 Bergey determinanto grupė. Gramneigiamos aerobinės ir mikroaerofilinės lazdelės ir kokos. Žmonėms patogeniškos rūšys priskiriamos Legionellaceae, Neisseriaceae ir Pseudomonada-ceae šeimoms. Grupei taip pat priklauso patogeninės ir oportunistinės Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella ir Moraxella genčių bakterijos.

5 Bergey determinanto grupė. Fakultatyviai anaerobinės gramneigiamos lazdelės. Grupę sudaro trys šeimos - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae ir Pasteurellaceae, kurių kiekviena apima patogenines rūšis, taip pat patogenines ir oportunistines Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella ir Streptobacillus genčių bakterijas.

6 Bergey determinanto grupė. Gramneigiamos anaerobinės tiesios, lenktos ir spiralinės bakterijos. Patogeninės ir oportunistinės rūšys yra įtrauktos į Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas ir Prevotelta gentis.

7 Bergey determinanto grupė. Bakterijos, vykdančios nevienodą sulfato arba sieros redukciją. Neapima patogeninių rūšių.

8 Bergey determinanto grupė. Anaerobiniai gramneigiami kokai. Apima oportunistines Veillonella genties bakterijas.

Bergey determinanto 9 grupė. Riketsijos ir chlamidijos. Trys šeimos – Rickettsiaceae, Bartonellaceae ir Chlamydiaceae, kurių kiekvienoje yra žmonėms patogeniškų rūšių.

10 ir 11 Bergey determinanto grupės apima anoksines ir deguonies fototrofines bakterijas, kurios nėra patogeniškos žmonėms.

Bergey determinanto 12 grupė. Aerobinės chemolitotrofinės bakterijos ir susiję organizmai. Sujungia geležį-sierą ir manganą oksiduojančias ir nitrifikuojančias bakterijas, kurios nedaro žalos žmonėms.

13 ir 14 Bergey determinanto grupės apima pumpurus ir (arba) išsikišusias bakterijas bei apvalkalą sudarančios bakterijos. Jiems atstovauja laisvai gyvenančios rūšys, kurios nėra patogeniškos žmonėms;

15 ir 16 Bergey determinanto grupės jungia sklandančias bakterijas, kurios nesudaro vaisiakūnių, ir tos, kurios juos formuoja. Į grupes neįeina žmonėms patogeniškos rūšys.

Bergey determinanto 17 grupė. Gram-teigiami kokai. Apima oportunistines Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus genčių rūšis.

Bergey determinanto 18 grupė. Sporas formuojančios gramteigiamos lazdelės ir kokosai. Apima patogenines ir oportunistines Clostridium ir Bacillus genčių bacilas.

Bergey determinanto 19 grupė. Sporas formuojančios taisyklingos formos gramteigiamos lazdelės. Įskaitant oportunistines Erysipelothrix ir Listeria genčių rūšis.

Bergey determinanto 20 grupė. Sporas formuojančios netaisyklingos formos gramteigiamos lazdelės. Į grupę įeina patogeninės ir oportunistinės Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus ir kt. genčių rūšys.

Bergey determinanto 21 grupė. Mikobakterijos. Apima vienintelę Mycobacterium gentį, kuri jungia patogenines ir oportunistines rūšis.

22-29 grupės. Aktinomicetai. Iš daugelio rūšių, tik nokardioforminiai aktinomicetai (22 grupė) iš Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi ir Terrabacter genčių gali sukelti pažeidimus žmonėms.

Bergey determinanto 30 grupė. Mikoplazmos. Acholeplasma, Mycoplasma ir Ureaplasma genčiai priklausančios rūšys yra patogeniškos žmonėms.

Likusiose Bergey determinanto grupėse – metanogeninėse bakterijose (31), sulfatus redukuojančiose bakterijose (32 itin halofilinėse aerobinėse archebakterijose (33), archebakterijose, kuriose nėra ląstelių sienelių (34), ekstremalių termofilų ir hipertermofilų, metabolizuojančių sierą (35) – nėra rūšių. patogeniški žmonėms.

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, jos 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 artikuliacija viena su kita (izoliuota, susieta 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 grupę ligų, vadinamų 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 juostinę pūslelinę, 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, neleidžia vystytis patogeniniams mikroorganizmams.

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.

Bakterijų klasifikavimas pagal formą.

Pagal formą visos bakterijos skirstomos į 3 grupes:

Rutuliniai arba kokcitai

Strypo formos arba pagaliukai

Susuktos bakterijų formos.

Cocci yra apvalios, sferinės, ovalios, žvakės liepsnos, lancetiškos formos ir skirstomos į 6 pogrupiai remiantis prijungimo būdu.

1 mikrokoko;

2 diplokokai;

3 tetrakokai;

4 streptokokai;

5 stafilokokai;

6 sarkinai.

Visi kokai yra nejudrūs ir nesudaro sporų.
Paskelbta ref.rf
Plačiai paplitęs gamtoje. Įeina į rauginto pieno užkandžius. Gali būti patogeniški (krūtinės angina, gonorėja, meningitas).

Strypo formos bakterijos turi pailgą formą. Ilgis didesnis už plotį. Jie lengvai keičia savo formą pagal gyvenimo sąlygas, ᴛ.ᴇ. turi polimorfizmą. Strypai yra labiausiai paplitusi visų bakterijų grupė. Jie gali būti ne patogeniški, bet gali sukelti įvairias ligas (vidurių šiltinę, dizenteriją).

Strypai gali būti judrūs arba nejudrūs, formuojantys arba nesudarantys sporų. Pagal gebėjimą formuoti sporas lazdelės skirstomos į tris grupes:

Bakterijos;

bacilos;

Klostridijos.

Susuktos bakterijų formos skirstomos į tris grupes:

1. vibrios;

2. spirilė;

3. spirochetos.

Visos vingiuotos formos yra patogeniškos.

Bakterijų ląstelės membranos sandara ir funkcijos.

Ląstelių membrana dengia ląstelės išorę. Tai tanki, elastinga struktūra, galinti atlaikyti diferencinį slėgį, susidedanti iš dviejų dalių – išorinės, vadinamos ląstelės sienele, ir vidinės dalies – citoplazminės membranos (CPM). Tiek sienelėje, tiek membranoje yra porų (skylių), per kurias į ląstelę patenka maistinės medžiagos ir pašalinamos atliekos. Šiuo atveju maistinės medžiagos pereina per ląstelės sienelės poras, kurių molekulinė masė ne didesnė kaip 1000, ᴛ.ᴇ. Maitinimo metu sienelė veikia kaip mechaninis sietas. Maistinės medžiagos pro CPM poras pereina ne pagal masę, o pagal poreikį, ᴛ.ᴇ. jis yra pusiau laidus.

Ląstelių membrana atlieka keletą svarbių funkcijų:

1 – palaiko kūno formas;

2 – apsaugo ląstelę nuo išorinių poveikių;

3 – dalyvauja ląstelių apykaitoje, ᴛ.ᴇ. leidžia prasiskverbti maistinėms medžiagoms ir išskiria atliekas;

4 – dalyvauja ląstelių judėjime. Bakterijos, neturinčios ląstelės membranos, praranda judrumą;

5 – dalyvauti formuojant kapsulę.

Bakterijų klasifikavimas pagal formą. - koncepcija ir rūšys. Kategorijos „Bakterijų klasifikacija pagal formą“ klasifikacija ir ypatybės. 2017 m., 2018 m.