Budowa i klasyfikacja bakterii. Struktura mikroorganizmów. Lokalizacja i liczba wici

Zgodnie z ósmą edycją Berge's Guide to Bacteria, wszystkie bakterie są podzielone na 19 grup. Podział opiera się na kilku ważnych właściwościach bakterii: kształcie ich komórek, stosunku do tlenu, powstawaniu przetrwalników, barwieniu metodą Grama*, cechach reprodukcyjnych, sposobie odżywiania itp. Istotne dla przemysłu spożywczego są następujące grupy.

* Barwienie metodą Grama jest ważną cechą diagnostyczną do oznaczania mikroorganizmów, ujawniającą głębokie różnice w strukturze i składzie ich ściany komórkowej. Tak więc organizmy Gram-dodatnie zabarwiają się na fioletowo (kolor początkowy), organizmy Gram-ujemne zabarwiają się na czerwono-brązowo (kolor wtórny, ponieważ kolor podstawowy nie jest zachowywany podczas traktowania w roztworze alkoholu).

Mikroorganizmy barwiące metodą Grama mają niewiele białka i polisacharydów w ścianie komórkowej. Należą do nich drożdże, ziarniaki i pałeczki, z których wiele tworzy zarodniki lub ich nie tworzy (na przykład bakterie kwasu mlekowego) itp.

W mikroorganizmach barwiących się ujemnie według Grama skład ściany komórkowej obejmuje związki substancji tłuszczowych i białkowych, węglowodanów i fosforanów. Należą do nich ziarniaki i bakterie nie tworzące przetrwalników (w tym kwas octowy), bakterie z grupy Escherichia coli itp.

1. Gram-ujemne pałeczki tlenowe i ziarniaki. Wśród tych bakterii ważna jest rodzina Pseudomonas - proste lub zakrzywione pałeczki z polarnymi wiciami. Niezdolne do fermentacji, metabolizmu oddechowego, bezwzględne beztlenowce (nie mogą rozmnażać się w obecności tlenu), tworzą enzym katalazę i niektóre oksydazy. Rozmnażają się na produktach spożywczych w postaci półprzezroczystych kolonii, czasem w postaci śluzu.

Spowodować zmianę koloru produktu - zazielenianie lub brązowienie. Rozmnażają się w zakresie temperatur 4-43°C, są mrozoodporne, psują produkty spożywcze.

2. Gram-ujemne fakultatywnie beztlenowe pałeczki i ziarniaki. Obejmuje to rodziny o dużym znaczeniu dla jakości żywności i zdrowia ludzi.

Rodzina Enterobacteriaceae (Enterobacteriaceae)- małe pręciki, ruchliwe (okołootrychowe) lub nieruchome, nie tworzące zarodników, tlenowe lub fakultatywne beztlenowce. Metabolizm jest oddechowy lub fermentacyjny. Podczas fermentacji glukozy i innych węglowodanów powstają kwasy i gazy (nie u wszystkich). Tworzą enzym katalazę lub oksydazę. Enterobakterie są mieszkańcami przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt. Zgodnie z cechami biochemicznymi enterobakterie są podzielone na dwie duże podsekcje. Pierwsza obejmuje trzy rodzaje: Escherichia, Salmonella i Shigella, druga - rodzaj Proteus.

Escherichia- proste małe pałeczki, pojedyncze lub sparowane, ruchome (okołoostrychowe) lub nieruchome. Dobrze rosną na prostych pożywkach. Fermentują glukozę i inne węglowodany z tworzeniem kwasów organicznych.

Salmonella- pałeczki, zwykle ruchome (peritrichous). Większość bakterii rośnie na podłożach syntetycznych i fermentuje niektóre cukry w celu wytworzenia gazu. Powodują zatrucia pokarmowe i choroby zakaźne u ludzi.

szigella- nieruchome pałeczki bez kapsułek, dobrze rosnące na pożywkach. Fermentują glukozę i inne węglowodany z wytworzeniem kwasu, ale nie tworzą gazu. Wywołują dyzenterię.

Odmieniec- proste małe pałeczki, o kształcie kokosowym lub nieregularnym. W zależności od warunków środowiskowych zmienia się kształt komórek. Istnieją komórki połączone w pary lub łańcuchy. Komórki są ruchliwe (peritrichous); w temperaturze 37 ° C ruchliwość jest często nieobecna. Kapsułki nie tworzą się. Fermentują węglowodany, tworzą indol. Graniczne temperatury wzrostu to 10-43 °С.

Rodzina Vibrionacee (Vibriaceae)- pręciki proste i zakrzywione, zwykle ruchome, wici polarne. Metabolizm jest fermentacyjny i oddechowy. Oksydaza jest wytwarzana przez fakultatywne beztlenowce. Zwykle występuje w wodzie słodkiej i morskiej, czasami u ryb lub ludzi.

Ta rodzina obejmuje trzy rodzaje - Vibrio, Zymomonas i Flavobacterium.

Wibro- krótkie małe pręciki, które nie tworzą zarodników, proste lub zakrzywione, ruchome. Występują w przewodzie pokarmowym ludzi i zwierząt, niektóre gatunki są chorobotwórcze dla ludzi i ryb. Wywołują cholerę.

Optymalna temperatura dla wzrostu bakterii Zymomonas i Flavobacterium wynosi poniżej 30°C. Są szeroko rozpowszechnione w glebie, wodach słodkich i morskich. Flawobakterie są powszechnie spotykane na warzywach podczas przetwarzania oraz w produktach mlecznych. Niektóre są szkodnikami przemysłu fermentacyjnego.

3. Ziarniaki Gram-dodatnie. Do tej grupy należą trzy rodziny bakterii różniące się zapotrzebowaniem na tlen i układem komórek.

Rodzina Microcockacee (Micrococcus)- małe kuliste komórki; podczas rozmnażania dzielą się w dwóch do trzech kierunkach, tworząc nieregularne grupy, tetrady (grupy 4 komórek) lub pakiety. Nie tworzą zarodników, są ruchliwe lub nieruchome, metabolizm jest oddechowy lub fermentacyjny. Rosną w obecności 5% soli, wiele może wytrzymać stężenie do 10-15%. powstaje katalaza. Tlenowce lub fakultatywne beztlenowce. Optymalna temperatura rozwoju to 25-30°C. Są powszechnymi mieszkańcami gleby i wód słodkich. Często znajduje się w kale ludzi i zwierząt. W rodzinie Microcockacee największe znaczenie ma rodzaj Staphylococcus, który tworzy toksyny.

Staphylococcus- komórki są kuliste, małe, ułożone pojedynczo i parami, a także w nieregularnych skupiskach. Są nieruchome, nie tworzą sporu. Metabolizm jest oddechowy i fermentacyjny. Dzięki powstawaniu enzymów zewnątrzkomórkowych mogą rozkładać wiele substancji organicznych – białka i tłuszcze. Większość szczepów rośnie w obecności 15% zwykłej soli. Zwykle wrażliwy na ciepło. Wytwarzają toksyny, więc wiele szczepów (koagulazo-dodatnich, takich jak Staphylococcus aureus) jest chorobotwórczych.

Rodzina Streptococcus (paciorkowce)- komórki o kształcie kulistym lub owalnym, w parach lub łańcuszkach o różnej długości lub w czworokątach. Są nieruchome, nie tworzą sporu. fakultatywne beztlenowce. Metabolizm fermentacji. Węglowodany tworzą kwasy.

Największe znaczenie mają trzy rodzaje: Streptococcus, Leikonostok i Pediococcus.

Paciorkowiec- fermentują glukozę z wytworzeniem głównie kwasu mlekowego. Komórki w parach, łańcuchy. Katalaza nie powstaje. Rzadko mobilny.

Leikonostok- fermentują glukozę z wytworzeniem kwasu mlekowego i innych produktów. Komórki dzielą się w jednej płaszczyźnie, tworząc w ten sposób pary komórek i łańcuchów. Katalaza nie powstaje. Wiele z nich to szkodniki w produkcji cukru, napojów bezalkoholowych itp.

pediokok- występują jako pojedyncze komórki, w parach i tetradach lub łańcuchach. Są nieruchome, nie tworzą zarodników, mają metabolizm fermentacyjny.

Kwas mlekowy powstaje z glukozy i innych cukrów. Beztlenowce, ale mogą rosnąć w obecności niewielkich ilości tlenu. Zwykle katalaza nie powstaje. Żelatyna nie jest upłynniona. Pediococci to saprofity występujące w fermentujących materiałach roślinnych. Są szkodnikami przemysłu piwowarskiego, rzadziej w mleku i produktach mlecznych. Niektóre są odporne na sól kuchenną i rozwijają się przy 15% stężeniu soli w podłożu.

4. Pręciki i ziarniaki tworzące endospory. Wśród bakterii z tej grupy najważniejsze dla przemysłu spożywczego jest kilka rodzajów należących do rodziny Bacillus.

Rodzina Bacilliacee (Bacilli)- komórki mają kształt pręta, tworzą przetrwalniki, są bardziej odporne na ciepło i inne niekorzystne czynniki środowiskowe. Większość przedstawicieli to Gram-dodatnie, ruchliwe lub nieruchliwe, tlenowce lub beztlenowce.

Najważniejsze w tej rodzinie są dwa rodzaje: Bacillus i Clostridium.

rodzaj Bacillus- małe ruchome pręciki, wici zwykle na końcu komórki. Tworzą odporne na ciepło zarodniki. Większość gatunków tworzy katalazę. Ścisłe tlenowce lub fakultatywne beztlenowce. Poszczególne gatunki z rodzaju Bacillus różnią się kształtem komórek, położeniem zarodnika w środku lub na końcu komórki, a także cechami biochemicznymi.

Wśród przedstawicieli tego rodzaju znajdują się bakterie gnilne - saprofity powodujące hydrolizę białek - Bacillus subtilis (bacillus siana), które tworzą bardzo odporne na ciepło zarodniki.

Do tego samego rodzaju należą bakterie chorobotwórcze powodujące zatrucia pokarmowe (Bacillus cereus), a także chorobotwórcze Bacillus anthracis, które powodują ostrą chorobę zakaźną zwierząt przenoszoną na ludzi - wąglika.

rodzaj Clostridium- patyki, zwykle ruchome (peritrichoous), czasem nieruchome. Tworzą zarodniki o różnych kształtach (od owalnych do kulistych), które zwykle napełniają komórkę. Clostridia mezofilne żyją w glebie, kurzu, powietrzu, wodzie, osadach zbiorników wodnych. Powodują procesy gnilne, fermentację masłową, fermentację cukrów, niektóre gatunki wiążą azot atmosferyczny. Większość szczepów to bezwzględne beztlenowce, chociaż niektóre mogą rosnąć w obecności tlenu atmosferycznego. Katalaza zwykle nie powstaje. Zwykle gram dodatni.

Rodzaj Clostridium obejmuje bakterie o różnych właściwościach. Niektóre z nich są mezofilne i nieustannie zanieczyszczają produkty spożywcze. Niektóre Clostridia są termofilami, tworzą zarodniki odporne na ciepło i powodują psucie się konserw.

Niektóre gatunki Clostridium, takie jak Clostridium botulinum, wytwarzają toksyny i powodują zatrucia pokarmowe. Patogenne są dwa gatunki z rodzaju Clostridium. Clostridium tetany powoduje tężec u ludzi. Clostridium perfringens powoduje zatrucie pokarmowe, jeśli dostanie się do przewodu pokarmowego, i zgorzel gazową, jeśli dostanie się do ran.

5. Gram-dodatnie pałeczki, które nie tworzą zarodników. Bakterie są pałeczkowate lub nitkowate, ruchliwe lub nieruchome, tworzące katalazę lub niezdolne do tego.

Rodzina Lactobacillus (Lactobacillus). Bakterie z tej rodziny to proste lub zakrzywione pałeczki, zwykle pojedyncze lub ułożone w łańcuchy. Korpus główny jest nieruchomy. Beztlenowce lub fakultatywne beztlenowce. Mają złożone wymagania żywieniowe w stosunku do materii organicznej. Zdolne do fermentacji cukrów. Katalaza nie powstaje. Bakterie z rodzaju Lactobacillus (bakterie kwasu mlekowego) to pałeczki, które często tworzą łańcuchy. Mobilność jest rzadka. Metabolizm fermentacji. Niektórzy przedstawiciele tego rodzaju są bezwzględnymi beztlenowcami, inni mogą rosnąć przy dostępie tlenu atmosferycznego. Cukry fermentujące. Graniczne temperatury wzrostu to 5-53°C, optymalna temperatura to 30-40°C. Kwasoodporne: rosną przy pH 5,0 i niższym.

Gatunki różnią się rodzajem fermentacji mlekowej. U gatunków homofermentacyjnych głównym produktem odpadowym jest kwas mlekowy. Należą do nich bakterie Lactobacillus bulgaricus (pałeczki bułgarskie), używane do produkcji jogurtu, Lactobacillus casei, używane do produkcji sera itp.

Ryż. 5. Budowa promieniowców: a - strzępki rozgałęzione (nici); b - część strzępek z zarodnikami; w - patyki z bocznymi wyrostkami.

U bakterii heterofermentacyjnych w wyniku fermentacji glukozy 50% produktów końcowych to kwas mlekowy, reszta to dwutlenek węgla i kwasy.

6. Actinomycetes i pokrewne mikroorganizmy.

Do tej grupy należą bakterie różniące się kształtem i właściwościami komórek.

rodzaj Corynebacterium- Gram-dodatnie, nieruchome pałeczki o nieregularnym kształcie, które nie tworzą zarodników i katalazy. Wśród nich znane są gatunki patogenne, które tworzą toksynę - są to czynniki wywołujące błonicę, a także powodujące choroby roślin i zwierząt. Różnią się podziałem „kliknięcia”. Obejmuje to również organizmy powodujące fermentację kwasu propionowego - bakterie kwasu propionowego.

Ogromne znaczenie mają promieniowce - nieruchome organizmy jednokomórkowe posiadające zdolność rozgałęziania się. Niektóre promieniowce tworzą grzybnię z cienkich włókien, inne (nie grzybniowe) istnieją jako pojedyncze komórki o nieregularnym kształcie, czasami kokosowate (ryc. 5).

Promieniowce są szeroko rozpowszechnione w glebie, wodzie i produktach spożywczych i powodują ich psucie, objawiające się pojawieniem się ziemistego zapachu.

Pojęcie mikroorganizmów

Mikroorganizmy to organizmy niewidoczne gołym okiem ze względu na swoje niewielkie rozmiary.

Jedynym kryterium, które je łączy, jest wielkość.

Poza tym świat mikroorganizmów jest jeszcze bardziej różnorodny niż świat makroorganizmów.

Według współczesnej taksonomii mikroorganizmy do 3 królestw:

• Vira - wirusy;
• Eucariotae - pierwotniaki i grzyby;
• Procariotae - bakterie prawdziwe, riketsje, chlamydie, mykoplazmy, krętki, promieniowce.

Podobnie jak w przypadku roślin i zwierząt, używa się nazwy mikroorganizmy nomenklatura binarna, tj. nazwa rodzajowa i specyficzna.

Jeśli badacze nie mogą określić przynależności gatunkowej i określa się tylko przynależność do rodzaju, wówczas używa się terminu gatunek. Najczęściej ma to miejsce podczas identyfikacji mikroorganizmów, które mają nietradycyjne potrzeby żywieniowe lub warunki życia. Nazwa rodzajowa zwykle na podstawie cechy morfologicznej odpowiedniego mikroorganizmu (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) lub pochodzi od nazwiska autora, który odkrył lub badał ten patogen (Neisseria, Shig-ella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

specyficzna nazwa często kojarzona z nazwą głównej choroby wywoływanej przez ten mikroorganizm (Vibrio cholerae – cholera, Shigella dysenteriae – czerwonka, Mycobacterium tuberculosis – gruźlica) lub z głównym siedliskiem (Escherihia coli – Escherichia coli).

Ponadto w rosyjskojęzycznej literaturze medycznej można użyć odpowiedniej zrusyfikowanej nazwy bakterii (zamiast Staphylococcus epidermidis - gronkowiec naskórkowy; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus itp.).

Królestwo prokariontów

obejmuje dział sinic i wydział eubakterii, które z kolei podzielone naZamówienia:

• właściwie bakterie (działy Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• promieniowce;
• krętki;
• riketsja;
• chlamydia.

Zamówienia podzielone są na grupy.

prokarioty różnią eukariont ponieważ Nie mam:

• morfologicznie uformowane jądro (nie ma błony jądrowej i nie ma jąderka), jego odpowiednikiem jest nukleoid, czyli genofor, który jest zamkniętą kolistą dwuniciową cząsteczką DNA przyłączoną w jednym punkcie do błony cytoplazmatycznej; analogicznie do eukariontów, cząsteczka ta nazywana jest bakterią chromosomalną;
• aparat siatkowy Golgiego;
• retikulum endoplazmatyczne;
• mitochondria.

Jest również szereg znaków Lub organelle, charakterystyczne dla wielu, ale nie wszystkich prokariontów, na co pozwalają odróżnić je od eukariontów:

• liczne inwazje błony cytoplazmatycznej, zwane mezosomami, są one związane z nukleoidem i biorą udział w podziale komórkowym, sporulacji i oddychaniu komórki bakteryjnej;
• specyficznym składnikiem ściany komórkowej jest mureina, zgodnie z budową chemiczną jest to peptydoglikan (kwas diaminopiemowy);
• Plazmidy są autonomicznie replikującymi pierścieniowymi cząsteczkami dwuniciowego DNA o masie cząsteczkowej mniejszej niż chromosom bakteryjny. Znajdują się one wraz z nukleoidem w cytoplazmie, chociaż mogą się z nią zintegrować i niosą informację dziedziczną, która nie jest niezbędna dla komórki drobnoustroju, ale zapewnia jej pewne selektywne korzyści w środowisku.

Najbardziej znany:

Plazmidy F zapewniające transfer koniugacyjny

między bakteriami;

Plazmidy R to plazmidy lekooporności, które krążą wśród genów bakterii warunkujących oporność na środki chemioterapeutyczne stosowane w leczeniu różnych chorób.

bakteria

Prokariotyczne, przeważnie jednokomórkowe mikroorganizmy, które mogą również tworzyć asocjacje (grupy) podobnych komórek, charakteryzujące się podobieństwami komórkowymi, ale nie organizmowymi.

Podstawowe kryteria taksonomiczne,pozwalające na przypisanie szczepów bakteryjnych do jednej lub drugiej grupy:

• morfologia komórek drobnoustrojów (ziarniaki, pręciki, skręcone);
• związek z barwieniem metodą Grama - właściwości barwnikowe (gram-dodatnie i gram-ujemne);
• rodzaj utleniania biologicznego - tlenowce, beztlenowce fakultatywne, beztlenowce obligatoryjne;
• zdolność do zarodnikowania.

Dalsze różnicowanie grup na rodziny, rodzaje i gatunki, które stanowią główną kategorię taksonomiczną, odbywa się na podstawie badań właściwości biochemicznych. Zasada ta jest podstawą klasyfikacji bakterii podaną w specjalnych wytycznych – determinanty bakterii.

Pogląd to ewolucyjnie ustalony zbiór osobników o jednym genotypie, który w standardowych warunkach przejawia się podobnymi cechami morfologicznymi, fizjologicznymi i biochemicznymi.

W przypadku bakterii chorobotwórczych definicję „gatunku” uzupełnia zdolność do wywoływania pewnych nozologicznych postaci chorób.

istnieje wewnątrzgatunkowe różnicowanie bakteriiNAopcje:

• według właściwości biologicznych - biowary lub biotypy;
• aktywność biochemiczna - fermentory;
• struktura antygenowa - serowary lub serothy;
• wrażliwość na bakteriofagi - fagowary lub typy fagów;
• odporność na antybiotyki - produkty odporne.

W mikrobiologii szeroko stosowane są specjalne terminy - kultura, szczep, klon.

kultura jest zbiorem bakterii widocznych gołym okiem na pożywce.

Kultury mogą być czyste (zestaw bakterii jednego gatunku) i mieszane (zestaw bakterii 2 lub więcej gatunków).

Napięcie to zbiór bakterii tego samego gatunku wyizolowanych z różnych źródeł lub z tego samego źródła w różnym czasie.

Szczepy mogą różnić się pewnymi cechami, które nie wykraczają poza cechy gatunku. Klon- zbiór bakterii będących potomstwem pojedynczej komórki.

Bakterie to mikroorganizmy prokariotyczne o budowie komórkowej. Ich rozmiary wynoszą od 0,1 do 30 mikronów. Mikroby są niezwykle powszechne. Żyją w glebie, powietrzu, wodzie, śniegu, a nawet gorących źródłach, na ciałach zwierząt, a także wewnątrz żywych organizmów, w tym ciała ludzkiego.

Rozmieszczenie bakterii na gatunki opiera się na kilku kryteriach, wśród których najczęściej bierze się pod uwagę kształt mikroorganizmów i ich rozmieszczenie przestrzenne. Tak więc, zgodnie z kształtem komórek, bakterie dzielą się na:

Coci - mikro-, diplo-, paciorkowce, gronkowce, a także sarcyny;

W kształcie pręta - monobakterie, diplobakterie i paciorkowce;

Gatunki zawiłe - wibrio i krętki.

Determinant Burgeya systematyzuje wszystkie znane bakterie zgodnie z zasadami identyfikacji bakterii, które znalazły najszersze rozpowszechnienie w praktycznej bakteriologii, w oparciu o różnice w budowie ściany komórkowej iw stosunku do barwienia metodą Grama. Opis bakterii jest podany w grupach (sekcjach), które obejmują rodziny, rodzaje i gatunki; w niektórych przypadkach grupy obejmują klasy i rozkazy. Bakterie chorobotwórcze dla człowieka zaliczane są do niewielkiej liczby grup.

Klucz wyróżnia cztery główne kategorie bakterii -

Gracillicutes [z łac. gracilis, wdzięczny, cienki, + cutis, skórka] – gatunek o cienkiej ścianie komórkowej, wybarwiony gram ujemny;

firmicute [z łac. flrmus, strong, + cutis, skin] – bakterie o grubej ścianie komórkowej, barwiące gram dodatni;

Tenerykuty [z łac. tener, delikatny, + cutis, skóra] - bakterie pozbawione ściany komórkowej(mykoplazmy i inni członkowie klasy Mollicutes)

Mendosicutes [z łac. mendosus, nieregularny, + cutis, skóra] - archebakterie (redukujące metan i siarczany, halofilne, termofilne i archebakterie, pozbawione ściany komórkowej).

Grupa 2 Wyznacznik Burgey'a. Tlenowe i mikroaerofilne ruchliwe, zwinięte i zakrzywione bakterie Gram-ujemne. Gatunki chorobotwórcze dla człowieka zaliczane są do rodzajów Campylobacter, Helicobacters Spirillum.

Grupa 3 wyznacznika Bergeya. Nieruchliwe (rzadko ruchliwe) bakterie Gram-ujemne. Nie zawiera gatunków patogennych.

Grupa 4 wyznacznika Burgey'a. Gram-ujemne tlenowe i mikroaerofilne pałeczki i ziarniaki. Gatunki chorobotwórcze dla człowieka zaliczane są do rodzin Legionellaceae, Neisseriaceae i Pseudomonada-ceae, do tej grupy należą również bakterie chorobotwórcze i oportunistyczne z rodzajów Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella i Moraxella.

Grupa 5 wyznacznika Bergeya. Fakultatywnie beztlenowe pałeczki Gram-ujemne. Grupę tworzą trzy rodziny – Enterobacteriaceae, Vibrionaceae i Pasteurellaceae, z których każda obejmuje gatunki chorobotwórcze oraz bakterie chorobotwórcze i oportunistyczne z rodzajów Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella i Streptobacillus.

Grupa 6 wyznacznika Bergeya. Bakterie beztlenowe Gram-ujemne proste, zakrzywione i spiralne. Gatunki chorobotwórcze i oportunistyczne zaliczane są do rodzajów Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas i Prevotelta.

Grupa 7 wyznacznika Bergeya. Bakterie dokonujące dysymilacji redukcji siarczanów lub siarki Nie obejmuje gatunków chorobotwórczych.

Grupa 8 wyznacznika Bergeya. Beztlenowe ziarniaki Gram-ujemne. Obejmuje bakterie oportunistyczne z rodzaju Veillonella.

Grupa 9 wyznacznika Bergeya. Rickettsia i chlamydia. Trzy rodziny - Rickettsiaceae, Bartonellaceae i Chlamydiaceae, z których każda zawiera gatunki patogenne dla człowieka.

Grupy 10 i 11 przewodnika Burgey'a obejmują beztlenowe i tlenowe bakterie fototroficzne, które nie są chorobotwórcze dla ludzi.

Grupa 12 wyznacznika Burgeya. Tlenowe bakterie chemolitotroficzne i organizmy pokrewne. Łączy w sobie bakterie utleniające siarkę, żelazo i mangan oraz nitryfikujące, które nie powodują szkód u ludzi.

Grupy 13 i 14 przewodnika Burgey'a obejmują bakterie pączkujące i/lub przerostowe oraz bakterie tworzące osłonki. Reprezentowane przez gatunki wolno żyjące, nie chorobotwórcze dla człowieka;

Grupy 15 i 16 przewodnika Burgey'a łączą bakterie szybujące, które nie tworzą owocników i je tworzą. Grupy te nie obejmują gatunków chorobotwórczych dla człowieka.

Grupa 17 wyznacznika Burgeya. Ziarniaki Gram-dodatnie. Obejmuje gatunki oportunistyczne z rodzaju Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus.

Grupa 18 wyznacznika Burgeya. Tworzące zarodniki Gram-dodatnie pałeczki i ziarniaki. Obejmuje chorobotwórcze, warunkowo chorobotwórcze pałeczki rodzajów Clostridium i Bacillus.

Grupa 19 wyznacznika Burgeya. Gram-dodatnie pałeczki tworzące przetrwalniki o regularnym kształcie. W tym gatunki oportunistyczne z rodzajów Erysipelothrix i Listeria.

Grupa 20 wyznacznika Burgeya. Gram-dodatnie pałeczki tworzące przetrwalniki o nieregularnym kształcie. Grupa obejmuje patogenne i oportunistyczne gatunki z rodzaju Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus itp.

Grupa 21 wyznacznika Burgeya. Mykobakterie. Obejmuje jedyny rodzaj Mycobacterium, który łączy gatunki patogenne i oportunistyczne.

Grupy 22-29. promieniowce. Spośród wielu gatunków tylko promieniowce nocardioform (grupa 22) z rodzajów Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi i Terrabacter są zdolne do wywoływania zmian chorobowych u ludzi.

Grupa 30 wyznacznika Burgeya. Mykoplazmy. Gatunki należące do rodzaju Acholeplasma, Mycoplasma i Ureaplasma są chorobotwórcze dla człowieka.

Pozostałe grupy wyznacznika Bergeya – bakterie metanogenne (31), bakterie redukujące siarczany (32 skrajnie halofilne archeobakterie tlenowe (33), archebakterie pozbawione ściany komórkowej (34), ekstremalne termofile i hipertermofile, metabolizujące siarkę (35) – nie zawierają gatunki chorobotwórcze dla ludzi.

Mikroorganizmy (mikroby) to organizmy jednokomórkowe o wielkości mniejszej niż 0,1 mm, których nie można zobaczyć gołym okiem. Należą do nich bakterie, mikroglony, niektóre niższe grzyby nitkowate, drożdże i pierwotniaki (ryc. 1). Ich nauką jest mikrobiologia.

Ryż. 1. Przedmioty mikrobiologii.

na ryc. 2. można zobaczyć niektórych przedstawicieli pierwotniaków jednokomórkowych. Czasami przedmiotem tej nauki są najbardziej prymitywne organizmy na Ziemi - wirusy, które nie mają budowy komórkowej i są kompleksami kwasów nukleinowych (materiał genetyczny) i białka. Częściej są izolowane w całkowicie odrębnym obszarze badań (wirusologia), ponieważ mikrobiologia ma raczej na celu badanie mikroskopijnych organizmów jednokomórkowych.

Ryż. 2. Poszczególni przedstawiciele jednokomórkowych eukariontów (pierwotniaków).

Nauki takie jak algologia i mikologia, które badają odpowiednio glony i grzyby, to odrębne dyscypliny, pokrywające się z mikrobiologią w przypadku badania mikroskopijnych żywych obiektów. Bakteriologia jest prawdziwą gałęzią mikrobiologii. Nauka ta zajmuje się badaniem wyłącznie mikroorganizmów prokariotycznych (ryc. 3).

Ryż. 3. Schemat komórki prokariotycznej.

W przeciwieństwie do eukariontów, do których należą wszystkie organizmy wielokomórkowe, a także pierwotniaki, mikroskopijne glony i grzyby, prokarionty nie mają sformalizowanego jądra zawierającego materiał genetyczny i prawdziwe organelle (stałe wyspecjalizowane struktury komórkowe).

Do prokariontów należą bakterie prawdziwe i archeony, które według współczesnej klasyfikacji są określane jako domeny (superkrólestwa) Archaea i Eubacteria (ryc. 4).

Ryż. 4. Dziedziny współczesnej klasyfikacji biologicznej.

Cechy struktury bakterii

Bakterie są ważnym ogniwem w obiegu substancji w przyrodzie, rozkładają szczątki roślin i zwierząt, oczyszczają zbiorniki wodne zanieczyszczone materią organiczną oraz modyfikują związki nieorganiczne. Bez nich życie na ziemi by nie istniało. Mikroorganizmy te występują wszędzie, w glebie, wodzie, powietrzu, organizmach zwierzęcych i roślinnych.

Bakterie różnią się następującymi cechami morfologicznymi:

1. Kształt komórek (zaokrąglony, w kształcie pręta, nitkowaty, skręcony, spiralny, a także różne opcje przejściowe i konfiguracja w kształcie gwiazdy).
2. Obecność urządzeń do ruchu (utrwalonych, biczowanych, z powodu wydzielania śluzu).
3. Artykulacja komórek między sobą (pojedyncze, połączone w pary, granulki, formy rozgałęzione).

Spośród struktur tworzonych przez bakterie zaokrąglone (ziarniaki) izolowane są komórki, które po podziale tworzą parę, a następnie rozpadają się na pojedyncze formacje (mikrokoki) lub pozostają cały czas razem (diplokoki). Kwadratową strukturę czterech komórek tworzą tetrakoki, łańcuch tworzą paciorkowce, granulki o długości 8-64 jednostek tworzą sarcyny, gronkowce tworzą skupiska.

Bakterie pałeczkowate są reprezentowane przez różnorodne formy ze względu na dużą zmienność długości komórek (0,1–15 µm) i grubości (0,1–2 µm). Kształt tych ostatnich zależy również od zdolności bakterii do tworzenia zarodników – struktur o grubej otoczce, która pozwala mikroorganizmom przetrwać niesprzyjające warunki. Komórki posiadające taką zdolność nazywane są pałeczkami, a te, które nie mają takich właściwości, to po prostu bakterie w kształcie pałeczek.

Szczególnymi modyfikacjami bakterii w kształcie pałeczek są formy nitkowate (wydłużone), łańcuchy i struktury rozgałęzione. Ten ostatni jest tworzony przez promieniowce na pewnym etapie rozwoju. „Krzywe” pręty nazywane są zwiniętymi bakteriami, wśród których wyróżnia się wibratory; spirilla mająca dwa zagięcia (15-20 mikronów); krętki przypominające faliste linie. Długość ich komórek wynosi odpowiednio 1-3, 15-20 i 20-30 µm. na ryc. Ryciny 5 i 6 przedstawiają główne formy morfologiczne bakterii, a także rodzaje lokalizacji zarodników w komórce.

Ryż. 5. Podstawowe formy bakterii.

Ryż. 6. Bakterie według rodzaju umiejscowienia zarodników w komórce. 1, 4 - w środku; 2, 3, 5 - lokacja końcowa; 6 - z boku.

Główne struktury komórkowe bakterii: nukleoid (materiał genetyczny) przeznaczony do syntezy białek, rybosomy, błona cytoplazmatyczna (część błony komórkowej), która u wielu przedstawicieli jest dodatkowo chroniona od góry, otoczka i błona śluzowa (ryc. 7). ).

Ryż. 7. Schemat komórki bakteryjnej.

Zgodnie z klasyfikacją bakterii wyróżnia się ponad 20 typów. Na przykład wyjątkowo ciepłolubne (lubiące wysokie temperatury) Aquificae, beztlenowe bakterie pałeczkowate Bacteroidetes. Jednak najbardziej dominującą gromadą, która obejmuje różnych przedstawicieli, jest Actinobacteria. Obejmuje bifidobakterie, pałeczki kwasu mlekowego, promieniowce. Wyjątkowość tych ostatnich polega na zdolności tworzenia grzybni na pewnym etapie rozwoju.

U zwykłych ludzi nazywa się to grzybnią. Rzeczywiście, rozgałęzienia komórek promieniowców przypominają strzępki grzybów. Pomimo tej cechy promieniowce są klasyfikowane jako bakterie, ponieważ są prokariotami. Naturalnie ich komórki są mniej podobne pod względem cech strukturalnych do grzybów.

Promieniowce (ryc. 8) są wolno rosnącymi bakteriami i dlatego nie mogą konkurować o łatwo dostępne substraty. Są w stanie rozkładać substancje, których inne mikroorganizmy nie mogą wykorzystać jako źródła węgla, w szczególności węglowodory ropopochodne. Dlatego promieniowce są intensywnie badane w dziedzinie biotechnologii.

Niektórzy przedstawiciele koncentrują się na obszarach pól naftowych i tworzą specjalny filtr bakteryjny, który zapobiega przenikaniu węglowodorów do atmosfery. Promieniowce są aktywnymi producentami praktycznie cennych związków: witamin, kwasów tłuszczowych, antybiotyków.

Ryż. 8. Reprezentatywny promieniowiec Nocardia.

Grzyby w mikrobiologii

Przedmiotem mikrobiologii są tylko grzyby pleśniowe niższe (zwłaszcza kłącze, mukor). Jak wszystkie grzyby, nie są w stanie samodzielnie syntetyzować substancji i potrzebują pożywki. Grzybnia niższych przedstawicieli tego królestwa jest prymitywna, nie oddzielona przegrodami. Szczególną niszę w badaniach mikrobiologicznych zajmują drożdże (ryc. 9), które wyróżniają się brakiem grzybni.

Ryż. 9. Formy kolonii kultur drożdży na pożywce.

Obecnie zgromadzono sporo wiedzy na temat ich dobroczynnych właściwości. Jednak drożdże są nadal badane pod kątem zdolności do syntezy praktycznie cennych związków organicznych i są aktywnie wykorzystywane jako organizmy modelowe w eksperymentach genetycznych. Od czasów starożytnych drożdże były wykorzystywane w procesach fermentacji. Metabolizm różni się w zależności od osoby. Dlatego dla określonego procesu niektóre drożdże są bardziej odpowiednie niż inne.

Na przykład Saccharomyces beticus, który jest bardziej odporny na wysokie stężenia alkoholu, jest używany do tworzenia mocnych win (do 24%). Natomiast drożdże S. cerevisiae są w stanie wytwarzać etanol w niższych stężeniach. Zgodnie z kierunkiem stosowania drożdże dzieli się na paszowe, piekarnicze, piwne, spirytusowe, winne.

patogeny

Patogenne lub chorobotwórcze mikroorganizmy występują wszędzie. Oprócz dobrze znanych wirusów: grypy, zapalenia wątroby, odry, HIV i innych niebezpiecznych mikroorganizmów są riketsje, a także paciorkowce i gronkowce, które powodują zatrucie krwi. Wśród bakterii pałeczkowatych jest wiele patogenów. Na przykład błonica, gruźlica, dur brzuszny (ryc. 10). Wśród pierwotniaków znajduje się wielu przedstawicieli mikroorganizmów niebezpiecznych dla człowieka, w szczególności malarii Plasmodium, toxoplasma, leishmania, giardia, Trichomonas, chorobotwórcza ameba.

Ryż. 10. Zdjęcie bakterii Bacillus anthracis, która powoduje wąglika.

Wiele promieniowców nie jest niebezpiecznych dla ludzi i zwierząt. Jednak wielu patogennych przedstawicieli znajduje się wśród prątków powodujących gruźlicę, trąd (trąd). Niektóre promieniowce inicjują chorobę, taką jak promienica, której towarzyszy powstawanie ziarniniaków, czasem wzrost temperatury ciała. Niektóre rodzaje grzybów pleśniowych są zdolne do wytwarzania substancji toksycznych dla człowieka – mykotoksyn. Na przykład niektórzy przedstawiciele rodzaju Aspergillus, Fusarium. Grzyby chorobotwórcze powodują grupę chorób zwanych grzybicami. Tak więc kandydoza lub po prostu pleśniawka jest wywoływana przez grzyby drożdżopodobne (ryc. 11). Są zawsze zawarte w ludzkim ciele, ale są aktywowane tylko wtedy, gdy odporność jest osłabiona.

Ryż. 11. Grzyb Candida - czynnik sprawczy pleśniawki.

Grzyby mogą powodować różne zmiany skórne, w szczególności wszelkiego rodzaju porosty, z wyjątkiem półpaśca (opryszczka), który jest wywoływany przez wirus. Drożdże Malassezia - stali bywalcy ludzkiej skóry mogą powodować spadek aktywności układu odpornościowego. Nie biegnij od razu, aby umyć ręce. Drożdże i bakterie oportunistyczne w dobrym zdrowiu pełnią ważną funkcję, zapobiegając rozwojowi patogenów.

Wirusy jako przedmiot mikrobiologii

Wirusy to najbardziej prymitywne organizmy na ziemi. W stanie wolnym nie zachodzą w nich żadne procesy metaboliczne. Dopiero po wejściu do komórki gospodarza wirusy zaczynają się namnażać. We wszystkich organizmach żywych nośnikiem materiału genetycznego jest kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA). Tylko wśród wirusów są przedstawiciele z sekwencją genetyczną, taką jak kwas rybonukleinowy (RNA).

Często wirusy nie są klasyfikowane jako prawdziwie żywe organizmy.

Morfologia wirusów jest bardzo zróżnicowana (ryc. 12). Zazwyczaj ich wymiary średnicowe mieszczą się w zakresie od 20 do 300 nm.

Ryż. 12. Różnorodność cząsteczek wirusowych.

Poszczególni przedstawiciele osiągają długość 1-1,5 mikrona. Budowa wirusa polega na otoczeniu materiału genetycznego specjalnym szkieletem białkowym (kapsydem), który wyróżnia się różnorodnością kształtów (spiralny, dwudziestościenny, kulisty). Niektóre wirusy mają również na wierzchu otoczkę, utworzoną z błony komórki gospodarza (superkapsyd). Na przykład (ryc. 13) jest znany jako czynnik sprawczy choroby zwanej (AIDS). Zawiera RNA jako materiał genetyczny, oddziałuje na określony typ komórek układu odpornościowego (pomocników limfocytów t).

Ryż. 13. Struktura ludzkiego wirusa niedoboru odporności.

Klasyfikacja bakterii ze względu na kształt.

Bakterie ze względu na swój kształt dzielą się na 3 grupy:

Kuliste lub ziarniste

W kształcie pręta lub pałeczek

Zawiłe kształty bakterii.

Cocci mają okrągły, kulisty, owalny, płomień świecy, lancetowaty kształt i są podzielone na 6 podgrup na podstawie metody połączenia.

1 mikrokok;

2 diplokoki;

3 tetrakoki;

4 paciorkowce;

5 gronkowców;

6 sarcyn.

Wszystkie ziarniaki są nieruchome i nie tworzą zarodników.
Hostowane na ref.rf
Szeroko rozpowszechniony w przyrodzie. Są częścią fermentowanych kultur starterowych mleka. Może być patogenny (zapalenie migdałków, rzeżączka, zapalenie opon mózgowych).

Bakterie w kształcie pręcików mają wydłużony kształt. Długość jest większa niż szerokość. Łatwo zmieniają swoją formę w zależności od warunków życia, ᴛ.ᴇ. mieć polimorfizm. Pręciki są najpowszechniejszą grupą wszystkich bakterii. Mogą nie być chorobotwórcze, ale mogą powodować różne choroby (dur brzuszny, czerwonka).

Pręciki są ruchome i nieruchome, tworząc i nie tworząc zarodników. Zgodnie ze zdolnością do tworzenia zarodników pałeczki dzielą się na trzy grupy:

bakteria;

pałeczki;

Clostridia.

Zwinięte formy bakterii dzielą się na trzy grupy:

1. wibratory;

2. spirylia;

3. krętki.

Wszystkie zawiłe formy są chorobotwórcze.

Budowa i funkcje ściany komórkowej bakterii.

Ściana komórkowa pokrywa zewnętrzną część komórki. Jest to gęsta, elastyczna struktura, która może wytrzymać spadek ciśnienia, składająca się z dwóch części – zewnętrznej, zwanej ścianą komórkową i wewnętrznej – błony cytoplazmatycznej (CPM). Zarówno ściana, jak i membrana mają pory (dziury), przez które składniki odżywcze przedostają się do komórki i usuwane są produkty przemiany materii. W tym samym czasie składniki odżywcze przechodzą przez pory ściany komórkowej pod względem masy cząsteczkowej nie większej niż 1000, ᴛ.ᴇ. ścianka podczas karmienia pełni funkcję mechanicznego sita. Przez pory CPM składniki odżywcze przechodzą nie masowo, ale w razie potrzeby, ᴛ.ᴇ. jest półprzepuszczalny.

Błona komórkowa pełni szereg ważnych funkcji:

1 - utrzymuje kształt ciała;

2 - chroni komórkę przed wpływami zewnętrznymi;

3 - uczestniczy w metabolizmie komórki, ᴛ.ᴇ. przepuszcza składniki odżywcze i uwalnia produkty przemiany materii;

4 - uczestniczy w ruchu komórki. Bakterie pozbawione ściany komórkowej tracą mobilność;

5 - udział w tworzeniu kapsuły.

Klasyfikacja bakterii ze względu na kształt. - pojęcie i rodzaje. Klasyfikacja i cechy kategorii „Klasyfikacja bakterii według kształtu”. 2017, 2018.