O celulă bacteriană nu are un nucleu; cromozomii sunt localizați liber în citoplasmă. În plus, celulei bacteriene îi lipsesc organele membranare: mitocondriile, EPS, aparatul Golgi etc. Exteriorul membranei celulare este acoperit cu un perete celular.

Majoritatea bacteriilor se deplasează pasiv, folosind apă sau curenți de aer. Doar unii dintre ei au organele de mișcare - flageli. Flagelele procariote au o structură foarte simplă și constau din proteina flagelină, care formează un cilindru gol cu ​​un diametru de 10-20 nm. Se înșurubează în mediu, propulsând celula înainte. Aparent, aceasta este singura structură cunoscută în natură care utilizează principiul roții.

În funcție de forma lor, bacteriile sunt împărțite în mai multe grupuri:

Coci (au formă rotundă);
- bacili (au formă în formă de baston);
- spirila (au forma unei spirale);
- vibrioni (în formă de virgulă).

Conform metodei de respirație, bacteriile sunt împărțite în aerobe (majoritatea bacteriilor) și anaerobe (agenții cauzatori ai tetanosului, botulismului, gangrenei gazoase). Primii au nevoie de oxigen pentru a respira; pentru cei din urmă, oxigenul este inutil sau chiar otrăvitor.

Protoplasma bacteriilor, ca și cea a eucariotelor, este înconjurată de o membrană plasmatică. Invaginările saculare, tubulare sau lamelare ale membranei conțin mezosomi implicați în procesul de respirație, bacterioclorofilă și alți pigmenți.

Materialul genetic al procariotelor nu formează un nucleu, ci este situat direct în citoplasmă. ADN-ul bacterian este o singură moleculă circulară, fiecare fiind formată din mii și milioane de perechi de nucleotide. Genomul unei celule bacteriene este mult mai simplu decât cel al celulelor unor creaturi mai dezvoltate: în medie, ADN-ul bacterian conține câteva mii de gene.

În celulele procariote nu există reticul endoplasmatic, iar ribozomii plutesc liber în citoplasmă. Procariotele nu au mitocondrii; Funcțiile lor sunt îndeplinite parțial de membrana celulară.

Mobilitatea bacteriilor este asigurată de flageli. Bacteriile se reproduc prin divizarea aproximativ la fiecare 20 de minute (în condiții favorabile). ADN-ul este replicat, fiecare celulă fiică primind propria copie a ADN-ului părinte. De asemenea, este posibil să se transfere ADN-ul între celulele care nu se divid (prin captarea ADN-ului „gol”, folosind bacteriofagi sau prin conjugare, când bacteriile sunt conectate între ele prin fimbrie de copulare), dar acest lucru nu crește numărul de indivizi. Reproducerea este împiedicată de razele soarelui și de produsele propriei activități vitale.

Comportamentul bacteriilor nu este deosebit de complex. Receptorii chimici înregistrează modificări ale acidității mediului și ale concentrației diferitelor substanțe: zaharuri, aminoacizi, oxigen. Multe bacterii răspund la schimbările de temperatură sau de lumină, iar unele bacterii pot simți câmpul magnetic al Pământului. În condiții nefavorabile, bacteria devine acoperită cu o înveliș dens, citoplasma este deshidratată și activitatea vitală aproape încetează. În această stare, sporii bacterieni pot rămâne într-un vid profund ore în șir și pot tolera temperaturi de la –240 °C la +100 °C.

Microorganismele (microbii) sunt organisme unicelulare mai mici de 0,1 mm, care nu pot fi văzute cu ochiul liber. Acestea includ bacterii, microalge, unele ciuperci filamentoase inferioare, drojdie și protozoare (Fig. 1). Microbiologia le studiază.

Orez. 1. Obiecte de microbiologie.

În fig. 2. Puteți vedea câțiva reprezentanți ai protozoarelor unicelulare. Uneori, obiectele acestei științe includ cele mai primitive organisme de pe Pământ - viruși care nu au o structură celulară și sunt complexe de acizi nucleici (material genetic) și proteine. Mai des sunt izolate într-un domeniu de studiu complet separat (Virologie), deoarece microbiologia vizează mai degrabă studiul organismelor microscopice unicelulare.

Orez. 2. Reprezentanți individuali ai eucariotelor unicelulare (protozoare).

Științele algologiei și micologiei, care studiază algele și, respectiv, ciupercile, sunt discipline separate care se suprapun cu microbiologia în studiul obiectelor vii microscopice. Bacteriologia este o adevărată ramură a microbiologiei. Această știință se ocupă exclusiv de studiul microorganismelor procariote (Fig. 3).

Orez. 3. Schema unei celule procariote.

Spre deosebire de eucariote, care includ toate organismele multicelulare, precum și protozoarele, algele microscopice și ciupercile, procariotele nu au un nucleu format care să conțină material genetic și organele reale (structuri specializate permanente ale celulei).

Procariotele includ bacterii adevărate și arhee, care, conform clasificării moderne, sunt desemnate ca domenii (superregnuri) Archaea și Eubacteria (Fig. 4).

Orez. 4. Domenii de clasificare biologică modernă.

Caracteristicile structurale ale bacteriilor

Bacteriile sunt o verigă importantă în ciclul substanțelor din natură; ele descompun reziduurile vegetale și animale, curățează corpurile de apă contaminate cu materie organică și modifică compușii anorganici. Fără ele, viața pe pământ nu ar putea exista. Aceste microorganisme sunt distribuite peste tot, în sol, apă, aer, organismele animale și vegetale.

Bacteriile diferă prin următoarele caracteristici morfologice:

1. Forma celulei (rotundă, în formă de tijă, filamentoasă, contortă, spirală, precum și diverse opțiuni de tranziție și configurație în formă de stea).
2. Prezența dispozitivelor de mișcare (imobile, flagelate, datorită secreției de mucus).
3. Articularea celulelor între ele (izolate, legate sub formă de perechi, granule, forme ramificate).

Printre structurile formate din bacterii rotunde (coci), există celule care sunt în perechi după diviziune și apoi se despart în formațiuni unice (micrococi) sau rămân împreună tot timpul (diplococi). O structură pătratică de patru celule este formată din tetracoci, un lanț de streptococi, o granulă de 8-64 de unități de sarcină și clustere de stafilococi.

Bacteriile în formă de tijă sunt reprezentate de o varietate de forme datorită variabilității mari a lungimii (0,1-15 µm) și grosimii (0,1-2 µm) a celulei. Forma acestora din urmă depinde și de capacitatea bacteriilor de a forma spori - structuri cu o înveliș groasă care permite microorganismelor să supraviețuiască în condiții nefavorabile. Celulele cu această capacitate se numesc bacili, iar cele care nu au astfel de proprietăți se numesc pur și simplu bacterii în formă de tijă.

Modificările speciale ale bacteriilor în formă de tijă sunt forme filamentoase (alungite), lanțuri și structuri ramificate. Acesta din urmă este format din actinomicete într-un anumit stadiu de dezvoltare. Tijele „curbate” se numesc bacterii crimpate, printre care sunt izolați vibrionii; spirilla având două coturi (15-20 µm); spirochete care seamănă cu linii ondulate. Lungimile celulelor lor sunt de 1-3, 15-20 și, respectiv, 20-30 µm. În fig. Figurile 5 și 6 prezintă principalele forme morfologice ale bacteriilor, precum și tipurile de aranjare a sporilor în celulă.

Orez. 5. Forme de bază ale bacteriilor.

Orez. 6. Bacteriile în funcție de tipul de localizare a sporilor în celulă. 1, 4 – în centru; 2, 3, 5 – locație finală; 6 – din lateral.

Principalele structuri celulare ale bacteriilor: nucleoid (material genetic), ribozomi destinati sintezei proteinelor, membrana citoplasmatică (parte a membranei celulare), care în mulți reprezentanți este protejată suplimentar de sus, capsulă și teaca mucoasă (Fig. 7).

Orez. 7. Schema unei celule bacteriene.

Conform clasificării bacteriilor, există mai mult de 20 de tipuri. De exemplu, extrem de termofile (iubitoare de temperaturi ridicate) Aquificae, bacterii anaerobe în formă de tijă Bacteroidetes. Cu toate acestea, cel mai dominant filum, care include reprezentanți diverși, este Actinobacteria. Include bifidobacterii, lactobacili și actinomicete. Unicitatea acestuia din urmă constă în capacitatea de a forma miceliu într-un anumit stadiu de dezvoltare.

În limbajul comun, acesta se numește miceliu. Într-adevăr, celulele ramificate ale actinomicetelor seamănă cu hifele fungice. În ciuda acestei caracteristici, actinomicetele sunt clasificate ca bacterii, deoarece sunt procariote. Desigur, celulele lor sunt mai puțin asemănătoare ca structură cu ciupercile.

Actinomicetele (Fig. 8) sunt bacterii cu creștere lentă și, prin urmare, nu au capacitatea de a concura pentru substraturi ușor disponibile. Sunt capabili să descompună substanțe pe care alte microorganisme nu le pot folosi ca sursă de carbon, în special hidrocarburile petroliere. Prin urmare, actinomicetele sunt studiate intens în domeniul biotehnologiei.

Unii reprezentanți se concentrează în zonele câmpurilor petroliere și creează un filtru bacterian special care împiedică pătrunderea hidrocarburilor în atmosferă. Actinomicetele sunt producători activi de compuși practic valoroși: vitamine, acizi grași, antibiotice.

Orez. 8. Actinomicet reprezentativ Nocardia.

Ciupercile în microbiologie

Obiectul microbiologiei îl reprezintă doar ciupercile inferioare de mucegai (rhizopus, mucor, în special). Ca toate ciupercile, ele nu sunt capabile să sintetizeze ele însele substanțe și necesită un mediu nutritiv. Miceliul reprezentanților inferiori ai acestui regat este primitiv, nu este împărțit de partiții. O nișă specială în cercetarea microbiologică o ocupă drojdia (Fig. 9), caracterizată prin absența miceliului.

Orez. 9. Forme de colonii de culturi de drojdie pe mediu nutritiv.

În prezent, s-au adunat multe cunoștințe despre proprietățile lor benefice. Cu toate acestea, drojdia continuă să fie studiată pentru capacitatea sa de a sintetiza compuși organici practic valoroși și este utilizată în mod activ ca organisme model în experimentele genetice. Din cele mai vechi timpuri, drojdia a fost folosită în procesele de fermentație. Metabolismul diferă între diferiți reprezentanți. Prin urmare, unele drojdii sunt mai potrivite pentru un anumit proces decât altele.

De exemplu, Saccharomyces beticus, care este mai rezistent la concentrații mari de alcool, este folosit pentru a crea vinuri tari (până la 24%). În timp ce, drojdia S. cerevisiae este capabilă să producă concentrații mai mici de etanol. În funcție de domeniile de aplicare, drojdiile sunt clasificate în furaje, brutari, bere, băuturi spirtoase și vinuri.

Microorganisme patogene

Microorganismele cauzatoare de boli sau patogene se găsesc peste tot. Alături de virusurile cunoscute: gripa, hepatita, rujeola, HIV etc., microorganismele periculoase sunt rickettsia, precum și streptococii și stafilococii, care provoacă otrăvire a sângelui. Printre bacteriile în formă de tijă există mulți agenți patogeni. De exemplu, difterie, tuberculoză, febră tifoidă (Fig. 10). Mulți reprezentanți ai microorganismelor periculoase pentru oameni se găsesc printre protozoare, în special plasmodium malaria, toxoplasmă, leishmania, lamblia, trichomonas și amibe patogene.

Orez. 10. Fotografie cu bacteria Bacillus anthracis, care provoacă antraxul.

Multe actinomicete nu sunt periculoase pentru oameni și animale. Cu toate acestea, printre micobacteriile care provoacă tuberculoză și lepră se găsesc mulți reprezentanți patogeni. Unele actinomicete inițiază o boală precum actinomicoza, însoțită de formarea de granuloame și uneori de creșterea temperaturii corpului. Anumite tipuri de ciuperci de mucegai sunt capabile să producă substanțe toxice pentru oameni - micotoxine. De exemplu, unii reprezentanți ai genului Aspergillus, Fusarium. Ciupercile patogene provoacă un grup de boli numite micoze. Astfel, candidoza sau, simplu spus, afte este cauzată de ciuperci asemănătoare drojdiei (Fig. 11). Ele sunt întotdeauna prezente în corpul uman, dar sunt activate doar atunci când sistemul imunitar este slăbit.

Orez. 11. Ciuperca Candida este agentul cauzal al aftei.

Ciupercile pot provoca o varietate de leziuni ale pielii, în special toate tipurile de lichen, cu excepția herpesului zoster, care este cauzat de un virus. Drojdia Malassezia, locuitori permanenți ai pielii umane, poate provoca o scădere a activității sistemului imunitar. Nu te grăbi imediat să te speli pe mâini. Drojdiile și bacteriile oportuniste în stare bună de sănătate îndeplinesc o funcție importantă, împiedicând dezvoltarea agenților patogeni.

Virușii ca obiect al microbiologiei

Virușii sunt cele mai primitive organisme de pe pământ. În stare liberă, nu au loc procese metabolice în ele. Numai atunci când intră într-o celulă gazdă, virușii încep să se înmulțească. În toate organismele vii, purtătorul materialului genetic este acidul dezoxiribonucleic (ADN). Numai printre virusuri există reprezentanți cu o secvență genetică precum acidul ribonucleic (ARN).

Virusurile nu sunt adesea clasificate ca organisme cu adevărat vii.

Morfologia virusurilor este foarte diversă (Fig. 12). De obicei, dimensiunile lor diametrale variază de la 20 la 300 nm.

Orez. 12. Diversitatea particulelor virale.

Unii reprezentanți ating o lungime de 1-1,5 microni. Structura virusului constă în înconjurarea materialului genetic cu un cadru proteic special (capsidă), caracterizat printr-o varietate de forme (helidic, icosaedric, sferic). Unii virusuri au, de asemenea, un plic în partea superioară formată din membrana celulei gazdă (supercapsid). De exemplu, (Fig. 13) este cunoscut ca agentul cauzal al unei boli numite (SIDA). Conține ARN ca material genetic și afectează un anumit tip de celulă a sistemului imunitar (limfocite T helper).

Orez. 13. Structura virusului imunodeficienței umane.

Conceptul de microorganisme

Microorganisme- acestea sunt organisme invizibile cu ochiul liber datorită dimensiunilor reduse.

Criteriul mărimii este singurul care îi unește.

În rest, lumea microorganismelor este chiar mai diversă decât lumea macroorganismelor.

Conform taxonomiei moderne, microorganisme în 3 regate:

• Vira - viruși;
• Eucariotae - protozoare și ciuperci;
• Procariotae - bacterii adevărate, rickettsia, chlamydia, micoplasme, spirochete, actinomicete.

La fel ca pentru plante și animale, se folosește denumirea de microorganisme nomenclatură binară, adică nume generic și specific.

Dacă cercetătorii nu pot determina apartenența la specii și se determină numai afilierea la gen, atunci se folosește termenul de specie. Cel mai adesea acest lucru se întâmplă la identificarea microorganismelor care au nevoi nutriționale sau condiții de viață netradiționale. Numele genului de obicei fie pe baza caracteristicii morfologice a microorganismului corespunzător (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium), fie este derivat din numele autorului care a descoperit sau studiat agentul patogen (Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Numele speciei adesea asociat cu denumirea bolii principale cauzate de acest microorganism (Vibrio cholerae - holera, Shigella dysenteriae - dizenterie, Mycobacterium tuberculosis - tuberculoza) sau cu habitatul principal (Escherihia coli - E. coli).

În plus, în literatura medicală în limba rusă este posibil să se folosească numele rusificat corespunzător al bacteriilor (în loc de Staphylococcus epidermidis - stafilococ epidermic; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus etc.).

Regatul procariotelor

include departamentul de cianobacterii și departamentul de eubacterii, care, la rândul lor, divizat inComenzi:

• bacteriile în sine (diviziunile Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• actinomicete;
• spirochete;
• rickettsia;
• chlamydia.

Comenzile sunt împărțite în grupuri.

procariote diferă de eucariote deoarece Nu Aveți:

• nucleu format morfologic (fără membrană nucleară și fără nucleol), echivalentul său este un nucleoid, sau genofor, care este o moleculă de ADN dublu catenară circulară închisă atașată într-un punct de membrana citoplasmatică; prin analogie cu eucariotele, această moleculă se numește bacterie cromozomială;
• Aparat reticular Golgi;
• reticul endoplasmatic;
• mitocondriile.

De asemenea este si o serie de semne sau organele, caracteristic multor, dar nu tuturor procariotelor, care permit distinge-le de eucariote:

• numeroase invaginări ale membranei citoplasmatice, care se numesc mezosomi, sunt asociate cu nucleoid și sunt implicate în diviziunea celulară, sporularea și respirația celulei bacteriene;
• o componentă specifică a peretelui celular este mureina, structura sa chimică este peptidoglicanul (acid diaminopiemic);
• Plasmidele sunt molecule circulare care se replica în mod autonom de ADN dublu catenar cu o greutate moleculară mai mică decât cea a unui cromozom bacterian. Ele sunt localizate împreună cu nucleoidul în citoplasmă, deși pot fi integrate în acesta, și poartă informații ereditare care nu sunt vitale pentru celula microbiană, dar îi oferă anumite avantaje selective în mediu.

Cel mai celebru:

F-plasmide care asigură transfer conjugativ

între bacterii;

R-plasmidele sunt plasmide rezistente la medicamente care asigură circulația între bacterii a genelor care determină rezistența la agenții chimioterapeutici utilizați pentru tratarea diferitelor boli.

Bacterii

Microorganisme procariote, predominant unicelulare, care pot forma și asociații (grupuri) de celule similare, caracterizate prin asemănări celulare, dar nu organismale.

criterii taxonomice de bază,permițând clasificarea tulpinilor bacteriene într-un grup sau altul:

• morfologia celulelor microbiene (coci, bastonașe, contorte);
• raport cu colorația Gram - proprietăți tinctoriale (gram-pozitive și gram-negative);
• tip de oxidare biologică - aerobi, anaerobi facultativi, anaerobi obligatorii;
• capacitatea de a forma spori.

Diferențierea ulterioară a grupurilor în familii, genuri și specii, care reprezintă principala categorie taxonomică, se realizează pe baza studiului proprietăților biochimice. Acest principiu formează baza clasificării bacteriilor prezentate în manuale speciale - determinanți ai bacteriilor.

Vedere este un set de indivizi stabilit evolutiv, având un singur genotip, care în condiții standard se manifestă prin caracteristici morfologice, fiziologice și biochimice similare.

Pentru bacteriile patogene, definiția „speciei” este completată de capacitatea de a provoca anumite forme nosologice de boli.

Există diferențierea intraspecifică a bacteriilorpeOpțiuni:

• după proprietăți biologice - biovaruri sau biotipuri;
• activitate biochimică - digestoare enzimatice;
• structura antigenică - serovare sau seroți;
• sensibilitate la bacteriofagi - fagevari sau fagetipuri;
• rezistenta la antibiotice - produse rezistente.

În microbiologie, termenii speciali sunt utilizați pe scară largă - cultură, tulpină, clonă.

Cultură este o colecție de bacterii vizibile pentru ochi pe mediile nutritive.

Culturile pot fi pure (un set de bacterii dintr-o specie) sau mixte (un set de bacterii de 2 sau mai multe specii).

Încordare este o colecție de bacterii din aceeași specie izolate din surse diferite sau din aceeași sursă în momente diferite.

Tulpinile pot diferi în unele caracteristici care nu depășesc caracteristicile speciei. Clonează este o colecție de bacterii care sunt descendenții unei celule.

Oamenii încearcă să găsească noi modalități de a se proteja de influența lor dăunătoare. Există însă și microorganisme benefice: favorizează coacerea smântânii, formarea nitraților pentru plante, descompun țesutul mort etc. Microorganismele trăiesc în apă, sol, aer, pe corpul organismelor vii și în interiorul acestora.

Forme de bacterii

Există 4 forme principale de bacterii și anume:

1. Micrococi – localizați separat sau în grupuri neregulate. De obicei sunt nemișcați.
2. Diplococii sunt aranjați în perechi și pot fi înconjurați de o capsulă în corp.
3. Streptococii apar sub formă de lanțuri.
4. Sarcinele formează grupuri de celule în formă de pachete.
5. stafilococi. Ca rezultat al procesului de divizare, ele nu diverg, ci formează clustere (clusters).

Bacteria are o structură complexă:

• Perete celulele protejează un organism unicelular de influențele externe, îi conferă o anumită formă, asigură nutriție și îi păstrează conținutul intern.
• Membrana citoplasmatica conține enzime, participă la procesul de reproducere și biosinteza componentelor.
• Citoplasma servește la îndeplinirea funcțiilor vitale. La multe specii, citoplasma conține ADN, ribozomi, diverse granule și o fază coloidală.
• Nucleoid este regiunea nucleară de formă neregulată în care se află ADN-ul.
• Capsulă este o structură de suprafață care face carcasa mai durabilă și protejează împotriva deteriorării și uscării. Această structură mucoasă are o grosime mai mare de 0,2 microni. Cu o grosime mai mică se numește microcapsulă. Uneori în jurul cochiliei există slime, nu are limite clare și este solubil în apă.
• flageli sunt numite structuri de suprafață care servesc la deplasarea celulelor într-un mediu lichid sau pe o suprafață solidă.
• A băut- formațiuni filiforme, mult mai subțiri și mai puține flageli. Ele vin în diferite tipuri, diferă ca scop și structură. Pili sunt necesare pentru a atașa organismul de celula afectată.
• Controversă. Sporularea are loc atunci când apar condiții nefavorabile și servește la adaptarea speciei sau la conservarea acesteia.

Vă sugerăm să luați în considerare principalele tipuri de bacterii:

Nutrienții pătrund în celulă prin întreaga suprafață. Microorganismele s-au răspândit datorită existenței diferitelor tipuri de nutriție. Pentru a trăi, au nevoie de o varietate de elemente: carbon, fosfor, azot etc. Aportul de nutrienți este reglat cu ajutorul unei membrane.

Tipul de nutriție este determinat de modul în care carbonul și azotul sunt absorbiți și de tipul sursei de energie. Unele dintre ele pot obține aceste elemente din aer și pot folosi energia solară, în timp ce altele necesită substanțe de origine organică pentru a exista. Toți au nevoie de vitamine și aminoacizi care pot acționa ca catalizatori pentru reacțiile care apar în corpul lor. Îndepărtarea substanțelor din celulă are loc prin procesul de difuzie.

În multe tipuri de microorganisme, oxigenul joacă un rol important în metabolism și respirație. Ca urmare a respirației, se eliberează energie, pe care o folosesc pentru a forma compuși organici. Dar există bacterii pentru care oxigenul este letal.

Reproducerea are loc prin împărțirea celulei în două părți. După ce atinge o anumită dimensiune, începe procesul de separare. Celula se alungește și în ea se formează un sept transversal. Părțile rezultate se dispersează, dar unele specii rămân conectate și formează grupuri. Fiecare dintre părțile nou formate se hrănește și crește ca un organism independent. Când este plasat într-un mediu favorabil, procesul de reproducere are loc cu viteză mare.

Microorganismele sunt capabile să descompună substanțe complexe în unele simple, care pot fi apoi folosite din nou de către plante. Prin urmare, bacteriile sunt indispensabile în ciclul substanțelor; fără ele, multe procese importante de pe Pământ ar fi imposibile.

Știi?

Concluzie: Nu uitați să vă spălați pe mâini de fiecare dată când veniți acasă după ce ieșiți afară. Când mergeți la toaletă, spălați-vă și mâinile cu săpun. O regulă simplă, dar atât de importantă! Păstrează-l curat și bacteriile nu te vor deranja!

Pentru a consolida materialul, vă invităm să finalizați sarcinile noastre interesante. Noroc!

Sarcina nr. 1

Privește cu atenție imaginea și spune-mi care dintre aceste celule este bacteriană? Încercați să denumiți celulele rămase fără să vă uitați la indicii:

2.2. Clasificarea și morfologia bacteriilor

Clasificarea bacteriilor. Decizia Codului internațional al bacteriilor a recomandat următoarele categorii taxonomice: clasă, diviziune, ordine, familie, gen, specie. Numele speciei corespunde nomenclaturii binare, adică este format din două cuvinte. De exemplu, agentul cauzal al sifilisului este scris ca Treponem pallidum. Primul cuvânt este na-

numele genului și se scrie cu literă mare, al doilea cuvânt denotă specia și se scrie cu literă mică. Când o specie este menționată din nou, numele generic este prescurtat la litera inițială, de exemplu: T.pallidum.

Bacteriile sunt procariote, adică. organisme prenucleare, deoarece au un nucleu primitiv fără coajă, nucleol sau histone. iar citoplasma este lipsită de organele foarte organizate (mitocondrii, aparat Golgi, lizozomi etc.)

În vechiul manual Bergey de bacteriologie sistematică, bacteriile au fost împărțite în funcție de caracteristicile peretelui celular bacterian în 4 diviziuni: Gracilicutes - eubacterii cu perete celular subțire, gram-negative; Firmicutes - eubacterii cu perete celular gros, gram-pozitive; Tenericute - eubacterii fără perete celular; Mendosicutele - arhebacterii cu perete celular defect.

Fiecare departament a fost împărțit în secțiuni sau grupuri, în funcție de colorația Gram, forma celulelor, necesarul de oxigen, motilitatea, caracteristicile metabolice și nutriționale.

Conform ediţiei a II-a (2001) a ManualuluiBergey, bacteriile sunt împărțite în 2 domenii:„Bacterii” și „Arheea” (Tabelul 2.1).

Masa. Caracteristicile domeniuluiBacteriiȘiArchaea

* Printre eubacteriile gram-negative cu pereți subțiri distinge:

forme sferice sau coci (gonococi, meningococi, veillonella);

forme contorte - spirochete și spirilla;

forme în formă de tijă, inclusiv rickettsia.

** La eubacteriile gram-pozitive cu pereți groși include:

forme sferice sau coci (stafilococi, streptococi, pneumococi);

forme în formă de baston, precum și actinomicete (ramificații, bacterii filamentoase), corinebacterii (bacterii în formă de club), micobacterii și bifidobacterii (Fig. 2.1).

Majoritatea bacteriilor gram-negative sunt grupate în filum Proteobacteria. pe baza asemănării ARN-ului ribozomal „Proteobacterii” - numit după zeul grec Proteus. luând diverse forme). Au apărut din fotosinteza comună strămoș tic.

Bacteriile Gram-pozitive, conform secvențelor de ARN ribozomal studiate, sunt un grup filogenetic separat, cu două subdiviziuni mari - cu un raport ridicat și unul scăzut. G+ C (asemănarea genetică). La fel ca și Proteobacteria, acest grup este divers din punct de vedere metabolic.

la domeniul "Bacterii» cuprinde 22 de tipuri, din careUrmătoarele sunt de importanță medicală majoră:

TipProteobacterii

Clasă Alfaproteobacterii. Naştere: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella

Clasă Betaproteobacterii. Naştere: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum

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

Clasă Deltaproteobacterii. Gen: Bilophila

Clasă Epsilonproteobacterii. Naştere: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella

TipFirmicutes (principalcalegrampolo­ rezident)

Clasă Clostridii. Naştere: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (Gram-negativ)

Clasă Molicute. Genuri: Mycoplasma, Ureaplasma

Clasă Bacili. Naştere: Bacil, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus

TipActinobacteriile

Clasă Actinobacteriile. Naştere: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella

TipClamydiae

Clasă Clamydiae. Naştere: Clamydia, Clamydophila

TipSpirohetele

Clasă Spirohetele. Naştere: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira

Phylum Bacteroidetes

Clasă Bacteroidetes. Naştere: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella

Clasă Flavobacterii. Naştere: Flavobacterium

Împărțirea bacteriilor în funcție de caracteristicile structurale ale peretelui celular este asociată cu posibila variabilitate a colorării lor într-o culoare sau alta folosind metoda Gram. Conform acestei metode, propusă în 1884 de omul de știință danez H. Gram, în funcție de rezultatele colorării, bacteriile sunt împărțite în gram-pozitive, colorate cu albastru-violet și gram-negative, colorate cu roșu. Cu toate acestea, s-a dovedit că bacteriile cu așa-numitul tip de perete celular gram-pozitiv (mai gros decât cel al bacteriilor gram-negative), de exemplu, bacteriile din genul Mobiluncus și unele bacterii care formează spori, în loc de gramul obișnuit. -culoare pozitiva, au o culoare gram-negativa. Prin urmare, pentru taxonomia bacteriilor, caracteristicile structurale și compoziția chimică a pereților celulari sunt de o importanță mai mare decât colorația Gram.

2.2.1. Forme de bacterii

Există mai multe forme principale de bacterii (vezi Fig. 2.1) - forme de bacterii cocoide, în formă de baston, contorte și ramificate, forme filamentoase de bacterii.

Forme sferice sau coci,- bacterii sferice cu dimensiunea 0,5-1,0 microni*, care, dupa pozitiile lor relative, se impart in micrococi, diplococi, streptococi, tetracoci, sarcine Și stafilococi.

Micrococi(din greaca micros - mici) - celule situate separat.

Diplococ(din greaca diploos - cocii dubli), sau perechi, sunt localizați în perechi (pneumococ, gonococ, meningococ), deoarece celulele nu se separă după diviziune. Pneumococ (agentul cauzal al pneumoniei) are o formă lanceolă pe părțile opuse și gonococ(agentul cauzal al gonoreei) și meningococul (agentul cauzator al meningitei epidemice) au forma boabelor de cafea, cu suprafața concavă îndreptată una față de alta.

Streptococi(din greaca streptos - lanț) - celule rotunde sau alungite care formează un lanț datorită diviziunii celulare în același plan și păstrării conexiunii dintre ele la locul diviziunii.

Sarcine(din lat. sarcina - ciorchine, balot) sunt dispuse sub formă de pachete de 8 sau mai mulți coci, deoarece se formează în timpul diviziunii celulare în trei planuri reciproc perpendiculare.

Stafilococ(din greaca stafila - ciorchine de struguri) - coci, dispuse sub formă de ciorchine de struguri ca urmare a împărţirii în planuri diferite.

Bacteriile în formă de tijă diferă în mărime, forma capetelor celulelor și poziția relativă a celulelor. Lungimea celulelor variază de la 1,0 la 10 µm, grosimea - de la 0,5 la 2,0 µm. Tijele pot fi regulate (E. coli etc.) și neregulate (corinebacterii Și alte) forme, inclusiv cele ramificate, de exemplu, în actinomicete. Cele mai mici bacterii în formă de tijă includ rickettsia.

Capetele tijelor pot fi tăiate (bacil antrax), rotunjite (Escherichia coli), ascuțite (fusobacterii) sau sub formă de îngroșare. În acest din urmă caz, tija arată ca un club (Corynebacterium diphtheria).

Tijele ușor curbate se numesc vibrioni (Vibrio cholerae). Majoritatea bacteriilor în formă de tijă sunt aranjate aleatoriu, deoarece celulele se despart după divizare. Dacă după diviziunea celulară celulele rămân conectate,

Dacă împărtășesc fragmente comune ale peretelui celular și nu diverg, ele sunt situate într-un unghi unul față de celălalt (Corynebacterium diphtheria) sau formează un lanț (bacil antrax).

Forme răsucite- bacterii în formă de spirală, de exemplu spirila, având aspectul unor celule contorte în formă de tirbușon. Spirilla patogenă include agentul cauzal sodoku (boala mușcăturii de șobolan). Cele contorte includ și Campilobacter și Helicobacter, care au curbe ca aripa unui pescăruș zburător; bacterii precum spirochetele sunt, de asemenea, aproape de ele. Spirochetele- subțire, lung, ondulat

în formă de spirală) bacterii care diferă de spirilla ca mobilitate datorită modificărilor îndoite ale celulelor. Spirochetele constau dintr-o membrană exterioară

peretele celular) înconjoară un cilindru protoplasmatic cu o membrană citoplasmatică și un filament axial (axistil). Filamentul axial este situat sub membrana exterioară a peretelui celular (în periplasmă) și, parcă, se răsucește în jurul cilindrului protoplasmatic al spirochetei, dându-i o formă elicoidală (onduleuri primare ale spirochetei). Filamentul axial este format din fibrile periplasmatice - analogi ai flagelilor bacterieni si este o proteina contractila flagelina. Fibrilele sunt atașate de capetele celulei (Fig. 2.2) și sunt îndreptate unele spre altele. Celălalt capăt al fibrilelor este liber. Numărul și aranjamentul fibrilelor variază între specii. Fibrilele sunt implicate în mișcarea spirochetelor, dând celulelor mișcare de rotație, îndoire și translație. În acest caz, spirochetele formează bucle, bucle și îndoituri, care sunt numite bucle secundare. Spirochetele

nu accepta bine colorantii. Ele sunt de obicei pictate conform Romanovsky-Giemsa sau placate cu argint. Spirochetele vii sunt examinate folosind microscopia cu contrast de fază sau câmp întunecat.

Spirochetele sunt reprezentate de 3 genuri care sunt patogene pentru om: Treponem, Borrelia, Leptospira.

Treponem(genul Treponema) au aspectul unor fire subțiri, răsucite în tirbușon, cu 8-12 bucle mici uniforme. În jurul protoplastului treponemului sunt 3-4 fibrile (flagela). Citoplasma conține filamente citoplasmatice. Reprezentanții patogeni sunt T.pallidum - agentul cauzal al sifilisului, T.pertenue - agent cauzal al bolii tropicale iai. Există, de asemenea, saprofite - locuitori ai cavității bucale umane și nămolul rezervoarelor.

Borrelia(gen Borrelia), spre deosebire de treponeme, acestea sunt mai lungi, au 3-8 bucle mari si 7-20 fibrile. Acestea includ agentul cauzal al febrei recidivante (ÎN.recurente) și agenții cauzali ai bolii Lyme (ÎN.burgdorferi si etc.).

Leptospira(gen Leptospira) Au bucle superficiale și frecvente - sub forma unei frânghii răsucite. Capetele acestor spirochete sunt curbate ca niște cârlige cu îngroșări la capete. Formând bucle secundare, acestea capătă aspectul de litere S sau cu; au 2 filamente axiale (flagela). Reprezentant patogen L. în­ terogans provoacă leptospiroză atunci când este ingerată cu apă sau alimente, ducând la dezvoltarea hemoragiilor și icterului.

în citoplasmă, iar unele în nucleul celulelor infectate. Ei trăiesc în artropode (păduchi, purici, căpușe) care le sunt gazde sau purtători. Rickettsia și-a primit numele de la H. T. Ricketts, un om de știință american care a descris pentru prima dată unul dintre agenții patogeni (febra petală a Munților Stâncoși). Forma și dimensiunea rickettsiei pot varia (celule neregulate, filamentoase) în funcție de condițiile de creștere. Structura rickettsiei nu diferă de cea a bacteriilor gram-negative.

Rickettsia au un metabolism independent de celula gazdă, cu toate acestea, este posibil ca ei să primească compuși cu energie înaltă de la celula gazdă pentru reproducere. În frotiuri și țesuturi, acestea sunt colorate conform Romanovsky-Giemsa, conform Macchiavello-Zdrodovsky (rickettsia sunt roșii, iar celulele infectate sunt albastre).

La om, rickettsiae provoacă tifos epidemic. (Rickettsia prowazekii), rickettioza transmisă de căpușe (R. sibirica), Febră pete de munți stâncoși (R. rickettsii) și alte rickettzioze.

Corpii elementari intră în celula epitelială prin endocitoză cu formarea unei vacuole intracelulare. În interiorul celulelor, ele se măresc și se transformă în corpuri reticulare care se divide, formând grupuri în vacuole (incluziuni). Corpii elementari sunt formați din corpuri reticulare, care părăsesc celulele prin exocitoză sau liză celulară. Cei care au plecat

Celulele elementare ale corpului intră într-un nou ciclu, infectând alte celule (Fig. 16.11.1). La om, chlamydia provoacă leziuni la nivelul ochilor (trahom, conjunctivită), tractului urogenital, plămânilor etc.

Actinomicete- bacterii gram-pozitive ramificate, filamentoase sau în formă de baghete. Numele său (din greacă. actis - Ray, mykes - ciuperca) au primit din cauza formării de druse în țesuturile afectate - granule de fire strâns împletite sub formă de raze care se extind din centru și se termină în îngroșări în formă de balon. Actinomicetele, ca și ciupercile, formează miceliu - celule care se împletesc sub formă de fir (hife). Ele formează miceliu substrat, care se formează ca urmare a creșterii celulare în mediul nutritiv, și miceliu aerian, care crește pe suprafața mediului. Actinomicetele se pot împărți prin fragmentarea miceliului în celule asemănătoare bacteriilor în formă de baston și coci. Pe hifele aeriene ale actinomicetelor se formează spori care servesc pentru reproducere. Sporii de actinomiceți nu sunt de obicei rezistenți la căldură.

O ramură filogenetică comună cu actinomicete este formată din așa-numitele actinomicete asemănătoare nocardi (nocardioforme), un grup colectiv de bacterii în formă de baston, de formă neregulată. Reprezentanții lor individuali formează forme de ramificare. Acestea includ bacterii din genuri Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Actinomicetele asemănătoare Nocardi se disting prin prezența în peretele celular a zaharurilor arabinoză, galactoză, precum și a acizilor micolici și a unor cantități mari de acizi grași. Acizii micolici și lipidele peretelui celular determină rezistența la acid a bacteriilor, în special Mycobacterium tuberculosis și lepră (atunci când sunt colorate conform Ziehl-Neelsen, acestea sunt roșii, iar bacteriile și elementele tisulare nerezistente la acid, sputa sunt albastre).

Actinomicetele patogene provoacă actinomicoză, nocardie - nocardioză, micobacterii - tuberculoză și lepră, corinebacterii - difterie. Formele saprofite de actinomicete și actinomicete asemănătoare nocardiei sunt răspândite în sol, multe dintre ele fiind producători de antibiotice.

Perete celular- o structură puternică, elastică, care conferă bacteriei o anumită formă și, împreună cu membrana citoplasmatică subiacentă, „frânează” presiunea osmotică ridicată din celula bacteriană. Este implicat în procesul de diviziune celulară și transportul metaboliților, are receptori pentru bacteriofagi, bacteriocine și diverse substanțe. Cel mai gros perete celular se găsește în bacteriile gram-pozitive (Fig. 2.4 și 2.5). Deci, dacă grosimea peretelui celular al bacteriilor gram-negative este de aproximativ 15-20 nm, atunci în bacteriile gram-pozitive poate ajunge la 50 nm sau mai mult.

Micoplasme- bacterii mici (0,15-1,0 µm), inconjurate doar de o membrana citoplasmatica. Ei aparțin clasei Molicute, conţin steroli. Datorită absenței peretelui celular, micoplasmele sunt sensibile osmotic. Au o varietate de forme: cocoid, filamentos, în formă de balon. Aceste forme sunt vizibile în timpul microscopiei cu contrast de fază a culturilor pure de micoplasme. Pe un mediu nutritiv dens, micoplasmele formează colonii care seamănă cu ouăle prăjite: o parte centrală opacă scufundată în mediu și o periferie translucidă sub formă de cerc.

Micoplasmele provoacă pneumonie atipică la om (Micoplasma pneumoniae) și leziuni ale tractului genito-urinar (M.homi- nis si etc.). Micoplasmele provoacă boli nu numai la animale, ci și la plante. Reprezentanții nepatogeni sunt, de asemenea, destul de răspândiți.

2.2.2. Structura celulelor bacteriene

Structura bacteriilor a fost bine studiată folosind microscopia electronică a celulelor întregi și secțiunile lor subțiri, precum și alte metode. Celula bacteriană este înconjurată de o membrană formată dintr-un perete celular și o membrană citoplasmatică. Sub înveliș se află protoplasmă, constând din citoplasmă cu incluziuni și un nucleu numit nucleoid. Există structuri suplimentare: capsulă, microcapsulă, mucus, flageli, pili (Fig. 2.3). Unele bacterii sunt capabile să formeze spori în condiții nefavorabile.

În peretele celular al bacteriilor gram-pozitive conține cantități mici de polizaharide, lipide și proteine. Componenta principală a peretelui celular al acestor bacterii este peptidoglicanul multistrat (mu-rein, mucopeptide), reprezentând 40-90% din masa peretelui celular. Acizi teicoici (din greacă. teichos - perete), ale căror molecule sunt lanțuri de 8-50 reziduuri de glicerol și ribitol legate prin punți de fosfat. Forma și rezistența bacteriilor este dată de structura fibroasă rigidă a peptidoglicanului multistrat, reticulat cu peptide.

Peptidoglicanul este reprezentat de molecule paralele glican. constând în repetarea reziduurilor de N-acetilglucozamină și acid N-acetilmuramic legate printr-o legătură glicozidică. Aceste legături sunt rupte de lizozimă, care este o acetilmuramidază. Moleculele de glican sunt legate prin acid N-acetilmuramic printr-o legătură încrucișată cu patru aminoacizi a peptidei ( tetrapeptidă). De aici și numele acestui polimer - peptidoglican.

Baza legăturii peptidice a peptidoglicanului în bacteriile gram-negative este tetrapeptidele formate din aminoacizi L și D alternanți, de exemplu: L-alanina - acid D-glutamic - acid mezo-diaminopimelic - D-alanina. U E.coli lanțurile peptidice (bacterii gram-negative) sunt conectate între ele prin D-alanina a unui lanț și mezo-diaminopimeli-

acid nou - altul. Compoziția și structura părții peptidice a peptidoglicanului bacteriilor gram-negative este stabilă, spre deosebire de peptidoglicanul bacteriilor gram-pozitive, ai căror aminoacizi pot diferi în compoziție și secvență. Tetrapeptidele peptidoglicanilor din bacteriile gram-pozitive sunt conectate între ele prin lanțuri polipeptidice cu 5 resturi

glicină (pentaglicină). În loc de acid mezo-diamino-pimelic, ele conțin adesea lizină. Elementele glican (acetilglucozamină și acid acetilmuramic) și aminoacizii tetrapeptidici (acizi mezo-diaminopimelic și D-glutamic, D-alanina) sunt o trăsătură distinctivă a bacteriilor, deoarece sunt absenți la animale și la oameni.

Capacitatea bacteriilor Gram-pozitive de a reține violetul de gențiană în combinație cu iod atunci când sunt colorate folosind colorația Gram (culoarea albastru-violet a bacteriilor) este asociată cu proprietatea peptidoglicanului multistrat de a interacționa cu colorantul. În plus, tratarea ulterioară a unui frotiu bacterian cu alcool determină o îngustare a porilor din peptidoglican și, prin urmare, reține colorantul în peretele celular. Bacteriile Gram-negative pierd colorantul după expunerea la alcool, care se datorează unei cantități mai mici de peptidoglican (5-10% din masa peretelui celular); sunt decolorate cu alcool și, atunci când sunt tratate cu fucsin sau safranină, capătă o culoare roșie.

ÎN compoziția peretelui celular al bacteriilor gram-negative intră în membrana exterioară, conectată prin lipoproteine ​​la stratul subiacent de peptidoglican (Fig. 2.4 și 2.6). Când este privită prin microscopia electronică a secțiunilor ultrasubțiri ale bacteriilor, membrana exterioară are aspectul unei structuri ondulate cu trei straturi, similară membranei interioare, care se numește citoplasmatică. Componenta principală a acestor membrane este un strat bimolecular (dublu) de lipide.

Membrana exterioară este o structură mozaică reprezentată de lipopolizaharide, fosfolipide și proteine. Stratul său interior este reprezentat de fosfolipide, iar stratul exterior conține lipopolizaharidă(LPS). Astfel, membrana exterioară este asimetrică. Membrana exterioară LPS este formată din trei fragmente:

lipida A - o structură conservatoare, aproape aceeași în bacteriile gram-negative;

miez, sau miez, porțiune de crustă (lat. miez - miez), structură de oligozaharidă relativ conservată;

un lanț polizaharidic O-specific foarte variabil format prin repetarea secvențelor de oligozaharide identice.

LPS este „ancorat” în membrana exterioară de lipida A, care provoacă toxicitatea LPS și, prin urmare, este identificat cu endotoxina. Distrugerea bacteriilor de către antibiotice duce la eliberarea unor cantități mari de endotoxină, care poate provoca șoc endotoxic la pacient. Miezul sau partea centrală a LPS se extinde de la lipida A. Cea mai constantă parte a miezului LPS este acidul ceto-deoxioctonic (acid 3-deoxi-O-man-no-2-octulosonic). Lanțul specific O care se extinde din partea centrală a moleculei LPS determină serogrupul, serovarul (un tip de bacterii detectat de serul imun) al unei anumite tulpini de bacterii. Astfel, conceptul de LPS este asociat cu conceptul de O-antigen, prin care bacteriile pot fi diferențiate. Modificările genetice pot duce la defecte, „scurtarea” LPS bacteriană și coloniile „aspre” rezultate de forme R.

Proteinele matricei ale membranei exterioare o pătrund în așa fel încât moleculele proteice numite porine mărginesc porii hidrofili prin care trece apa și moleculele hidrofile mici cu o masă relativă de până la 700 Da.

Între membrana exterioară și citoplasmatică există un spațiu periplasmatic, sau periplasmă, care conține enzime (proteaze, lipaze, fosfataze,

nucleaze, beta-lactamaze), precum și componente ale sistemelor de transport.

Când sinteza peretelui celular bacterian este perturbată sub influența lizozimei, penicilinei, factorilor de protecție ai corpului și a altor compuși, se formează celule cu o formă modificată (adesea sferică): protoplaste - bacterii complet lipsite de perete celular; sferoplastele sunt bacterii cu un perete celular parțial conservat. După îndepărtarea inhibitorului peretelui celular, astfel de bacterii modificate se pot inversa, adică, dobândesc un perete celular complet și își pot restabili forma inițială.

Bacteriile de tip sfero- sau protoplast, care și-au pierdut capacitatea de a sintetiza peptidoglicanul sub influența antibioticelor sau a altor factori și sunt capabile să se reproducă, se numesc forme L (de la numele Institutului D. Lister, unde au fost). mai întâi studiat). Formele L pot apărea și ca urmare a mutațiilor. Sunt celule sensibile osmotic, sferice, în formă de balon, de diferite dimensiuni, inclusiv cele care trec prin filtre bacteriene. Unele forme L (instabile), atunci când factorul care a dus la modificări ale bacteriilor este îndepărtat, se pot inversa, „întorcându-se” la celula bacteriană originală. Formele L pot fi produse de mulți agenți patogeni ai bolilor infecțioase.

Membrana citoplasmatica anaîn microscopia electronică a secțiunilor ultrasubțiri, este o membrană cu trei straturi (2 straturi întunecate, fiecare de 2,5 nm grosime, separate de unul intermediar ușor). Ca structură (vezi Fig. 2.5 și 2.6) este similar cu plasmalema celulelor animale și constă dintr-un strat dublu de lipide, în principal fosfolipide, cu suprafață încorporată și proteine ​​integrale care par să pătrundă prin structura membranei. Unele dintre ele sunt permeaze implicate în transportul de substanțe.

Membrana citoplasmatică este o structură dinamică cu componente mobile, deci este considerată o structură fluidă mobilă. Acesta înconjoară partea exterioară a citoplasmei bacteriene și este implicat în reglarea presiunii osmotice.

niya, transportul de substanțe și metabolismul energetic al celulei (datorită enzimelor lanțului de transport de electroni, adenozin trifosfatază etc.).

Cu o creștere excesivă (comparativ cu creșterea peretelui celular), membrana citoplasmatică formează invaginate - invaginări sub formă de structuri membranare complexe răsucite, numite mezosomi. Structurile mai puțin complexe răsucite sunt numite membrane intracitoplasmatice. Rolul mezosomilor și membranelor intracitoplasmatice nu este pe deplin înțeles. Se sugerează chiar că acestea sunt un artefact care apare după pregătirea (fixarea) unui specimen pentru microscopia electronică. Cu toate acestea, se crede că derivații membranei citoplasmatice participă la diviziunea celulară, furnizând energie pentru sinteza peretelui celular și participă la secreția de substanțe și la sporulare, adică la procese cu consum mare de energie.

Citoplasma ocupă volumul principal al celulei bacteriene și este formată din proteine ​​solubile, acizi ribonucleici, incluziuni și numeroase granule mici - ribozomi, responsabile de sinteza (traducerea) proteinelor.

Ribozomii bacterieni au o dimensiune de aproximativ 20 nm și un coeficient de sedimentare de 70S, spre deosebire de ribozomii SOS caracteristici celulelor eucariote. Prin urmare, unele antibiotice, prin legarea de ribozomii bacterieni, inhibă sinteza proteinelor bacteriene fără a afecta sinteza proteinelor în celulele eucariote. Ribozomii bacterieni se pot disocia în două subunități - 50S și 30S. ARN-urile ribozomale (ARNr) sunt elemente conservate ale bacteriilor („ceasul molecular” al evoluției). ARNr-ul 16S face parte din subunitatea ribozomală mică, iar ARNr-ul 23S face parte din subunitatea ribozomală mare. Studiul ARNr 16S este baza sistematicii genelor, permițând evaluarea gradului de înrudire a organismelor.

Citoplasma conține diverse incluziuni sub formă de granule de glicogen, polizaharide, acid beta-hidroxibutiric și polifosfați (volutină). Se acumulează atunci când există un exces de nutrienți în mediu și

Acţionează ca substanţe de rezervă pentru necesarul de nutriţie şi energie.

Volutina are afinitate pentru coloranții bazici și este ușor de detectat folosind metode speciale de colorare (de exemplu, Neisser) sub formă de granule metacromatice. Cu albastru de toluidină sau albastru de metilen, volutina este colorată în roșu-violet, iar citoplasma bacteriei este colorată în albastru. Aranjamentul caracteristic al granulelor de volutină este relevat în bacilul difteric sub formă de poli celulari intens colorați. Colorarea metacromatică a volutinei este asociată cu un conținut ridicat de polifosfat anorganic polimerizat. La microscopie electronică, ele arată ca niște granule dense de electroni cu dimensiunea de 0,1-1,0 microni.

Nucleoid- echivalent cu nucleul din bacterii. Este situat în zona centrală a bacteriilor sub formă de ADN dublu catenar, închis într-un inel și strâns strâns ca o minge. Nucleul bacteriilor, spre deosebire de eucariote, nu are înveliș nuclear, nucleol și proteine ​​de bază (histone). De obicei, o celulă bacteriană conține un cromozom, reprezentat de o moleculă de ADN închisă într-un inel.Dacă diviziunea este întreruptă, 4 sau mai mulți cromozomi pot converge în ea. Nucleoidul este detectat la un microscop cu lumină după colorare folosind metode specifice ADN: Feulgen sau Romanovsky-Giemsa. În modelele de difracție de electroni ale secțiunilor ultrasubțiri ale bacteriilor, nucleoidul apare ca zone luminoase cu structuri fibrilare, sub formă de fire de DNK legate în anumite zone de

membrana citoplasmatica sau mezoso-

al meu, implicat în replicarea cromozomilor (vezi Fig. 2.5 și 2.6).

Pe lângă nucleoid, reprezentat de unul

cromozom, într-o celulă bacteriană există

factori extra-cromozomiali ai eredității -

plasmide (vezi secțiunea 5.1.2.) reprezentând

sunt inele de ADN închise covalent.

Capsula, microcapsula, mucus . Capsulă-

o structură mucoasă de peste 0,2 microni grosime, ferm asociată cu peretele celular al bacteriilor și având limite externe clar definite. Capsula este vizibilă în frotiurile de amprentă din material patologic. În culturile pure de bacterii, se formează o capsulă

mai rar. Este detectat folosind metode speciale de colorare a unui frotiu conform Burri-Gins, ceea ce creează un contrast negativ al substanțelor capsulei: cerneala creează un fundal întunecat în jurul capsulei.

Capsula este formată din polizaharide (exopolizaharide), uneori polipeptide; de exemplu, în bacilul antraxului este format din polimeri ai acidului D-glutamic. Capsula este hidrofilă și conține o cantitate mare de apă. Previne fagocitoza bacteriilor. Antigen capsulă-na: Anticorpii împotriva capsulei o provoacă creștere (reacție de umflareși eu capsulă te iubesc).

Multe bacterii formează o microcapsulă - o formațiune mucoasă mai mică de 0,2 microni grosime, detectabilă doar prin microscopie electronică. Mucusul trebuie distins de capsulă - exopolizaharide mucoide care nu au limite externe clare. Mucusul este solubil în apă.

Exopolizaharidele mucoide sunt caracteristice tulpinilor mucoide de Pseudomonas aeruginosa, des întâlnite în sputa pacienților cu fibroză chistică. Exopolizaharidele bacteriene sunt implicate în aderență (lipirea de substraturi); se mai numesc si glico-

calix. Pe lângă sinteza exopolizaharidelor de către bacterii, există un alt mecanism de formare a acestora: prin acțiunea enzimelor bacteriene extracelulare asupra dizaharidelor. Ca urmare, se formează dextrani și levani.

Capsula și mucusul protejează bacteriile de deteriorare și uscare, deoarece, fiind hidrofile, leagă bine apa și împiedică acțiunea factorilor de protecție ai macroorganismului și bacteriofagelor.

Flagelii bacteriile determină mobilitatea celulei bacteriene. Flagelii sunt filamente subțiri care provin din membrana citoplasmatică și sunt mai lungi decât celula însăși (Fig. 2.7). Grosimea flagelului este de 12-20 nm, lungimea de 3-15 µm. Sunt formate din 3 părți: un filament spiralat, un cârlig și un corp bazal care conține o tijă cu discuri speciale (1 pereche de discuri în bacterii gram-pozitive și 2 perechi în bacterii gram-negative). Flagelii sunt atașați de membrana citoplasmatică și de peretele celular prin discuri. Acest lucru creează efectul unui motor electric cu o tijă - un rotor - care rotește flagelul. Diferența de potențial de protoni de pe membrana citoplasmatică este folosită ca sursă de energie. Mecanismul de rotație este asigurat de proton ATP sintetaza. Viteza de rotație a flagelului poate ajunge la 100 rps. Dacă o bacterie are mai mulți flageli, aceștia încep să se rotească sincron, împletindu-se într-un singur mănunchi, formând un fel de elice.

Flagelii constau dintr-o proteină - flagelina (din. flagel - flagellum), care este un antigen - așa-numitul antigen H. Subunitățile flagelinei sunt răsucite în spirală.

Numărul de flageli în bacteriile de diferite specii variază de la unul (monotrichus) la Vibrio cholerae la zeci și sute de flageli care se extind de-a lungul perimetrului bacteriei (peritrichus) la Escherichia coli, Proteus etc. Lophotrichus au un mănunchi de flageli la unul. capătul celulei. Amfitrihia are un flagel sau un mănunchi de flageli la capetele opuse ale celulei.

Flagelele sunt detectate folosind microscopia electronică a preparatelor pulverizate cu metale grele sau la microscopul ușor după tratament cu metode speciale bazate pe gravarea și adsorbția diferitelor

substanțe care conduc la creșterea grosimii flagelilor (de exemplu, după argint).

Villi, sau a băut(fimbriae) - formațiuni sub formă de fir (Fig. 2.7), mai subțiri și mai scurte (3 + 10 nm x 0,3 + 10 µm) decât flagelii. Pilii se extind de la suprafața celulei și sunt formați din proteina pilină. Au activitate antigenică. Există pili responsabili pentru aderență, adică pentru atașarea bacteriilor la celula afectată, precum și pili responsabili de nutriție, metabolismul apă-sare și pili sexuali (F-pili) sau de conjugare.

Pili sunt de obicei numeroase - câteva sute pe celulă. Cu toate acestea, ea are de obicei 1-3 ferăstraie sexuale per celulă: acestea sunt formate din așa-numitele celule donatoare „masculin” care conțin plasmide transmisibile. (F-, R-, plasmide Col). O trăsătură distinctivă a pililor sexuali este interacțiunea lor cu bacteriofagi sferici „masculi” speciali, care sunt adsorbiți intens pe pili sexuali (Fig. 2.7).

Controversă- o formă particulară de bacterii în repaus cu un tip de structură a peretelui celular de tip gram-pozitiv (Fig. 2.8).

Sporii se formează în condiții nefavorabile pentru existența bacteriilor (uscare, deficiență de nutrienți etc.). Un singur spor (endospor) se formează în interiorul unei celule bacteriene. Formarea sporilor contribuie la conservarea speciei și nu este o metodă de reproducere, ca la ciuperci.

Bacteriile formatoare de spori din gen Bacil, y a căror mărime a sporilor nu depăşeşte diametrul celulei se numesc bacili. Bacteriile formatoare de spori la care dimensiunea sporului depășește diametrul celulei, motiv pentru care iau forma unui fus, se numesc clostridii, de exemplu bacterii din genul Clostridium (lat. Clostridium - ax). Sporii sunt rezistenți la acizi, prin urmare sunt colorați cu roșu folosind metoda Aujeszky sau metoda Ziehl-Neelsen, iar celula vegetativă este colorată cu albastru.

Sporulația, forma și localizarea sporilor într-o celulă (vegetativă) sunt o proprietate de specie a bacteriilor, care le permite să se distingă unele de altele. Forma sporilor poate fi ovală, sferică; locația în celulă este terminală, adică la capătul bastonului (în agentul cauzator al tetanosului), subterminală - mai aproape de capătul bastonului (în agenții cauzatori ai botulismului, gangrenă gazoasă) și centrală în bacilul antraxului) .

Proces sporulare(sporularea) trece printr-o serie de etape, în care o parte din citoplasmă și cromozomul celulei vegetative bacteriene sunt separate, înconjurate de o membrană citoplasmatică în creștere - se formează un prospor. Prosporul este înconjurat de două membrane citoplasmatice, între care se formează un strat gros de peptidoglican modificat (scoarță). Din interior intră în contact cu peretele celular al sporului, iar din exterior - cu învelișul interior al sporului. Învelișul exterior al sporului este format dintr-o celulă vegetativă. Sporii unor bacterii au o acoperire suplimentară - exosporium.În acest fel, se formează o înveliș multistrat, slab permeabil. Sporularea este însoțită de consumul intensiv de acid dipicolic și ioni de calciu de către prospor, iar apoi de învelișul sporilor în curs de dezvoltare. Disputa capătă rezistență la căldură, care este asociat cu prezența dipicolinatului de calciu în acesta.

Sporii pot persista mult timp datorită prezenței unei învelișuri multistrat, dipicolinat de calciu, conținut scăzut de apă și procese metabolice lente. În sol, de exemplu, agenții patogeni ai antraxului și tetanosului pot persista zeci de ani.

În condiții favorabile, sporii germinează, trecând prin trei etape succesive: ac-

motivație, inițiere, creștere. În acest caz, dintr-un spor se formează o bacterie. Activarea este pregătirea pentru germinare. La o temperatură de 60-80 °C, sporul este activat pentru germinare. Inițierea germinării durează câteva minute. Stadiul de creștere este caracterizat de creștere rapidă, însoțită de distrugerea cochiliei și apariția unui răsad.