ВЕТЕРИНАРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ И ИММУНОЛОГИЯ Тема: Классификация микроорганизмов. Анатомическое строение бактерий.

Распределение микроорганизмов по сходным и отличительным признакам в упорядоченные группы принято называть классификацией, а присвоенные этим группам научных наименований - номенклатурой. Д. X. Берги ( ). В гг. издана последняя переработка «Руководство по систематике бактерий Берги» «Определитель микробов» Р.А. Циона 1948 г. «Определитель бактерий и актиномицетов» Н.А. Красильникова 1949 г., «Определитель нетривиальных патогенных грамотрицательных бактерий», ( Вейант Р., Мосс У.,Уивер Р., Холлис д., Джордан Дж., Кук Э.,Дейншвар М.) «Определитель зоопатогенных микроорганизмов» под редакцией Сидорова М.А.

Весь мир микробов представляет царство, названное прокариотами - Procariotae, которое по сумме различных признаков подразделяется на 4 отдела: Firmicutes, Gracilicutes, Tenericutes, Mendosicutes. отделы на классы, классы на порядки, далее на семейства, роды и виды. Под видом подразумевается группа микроорганизмов, сходных по морфологическим и физиологическим признакам, имеющих единое происхождение и генотип и обладающих способностью вызывать в естественных условиях обитания специфические процессы.

Идентификация - это заключительный этап любого микробиологического исследования с целью обнаружения микроорганизмов в объектах внешней среды или диагностики инфекционных заболеваний. Определение видовой и вариантной принадлежности микроорганизмов, выделенных из окружающей среды, путем сравнивания основных признаков с признаками, описанными в литературе или в определителях, с присвоением ему научного наименования принято называть идентификацией (от indentifico-отождествляю).

В процессе идентификации у популяций особей в чистой культуре изучают: 1. Морфологические признакиформа клеток, расположение их относительно друг друга, размер, наличие капсулы, споры, подвижность и характер движения. 2. Тинкториальные окраска по Граму, на кислотоустойчивость (по Циль - Нильсену).

3. Физиологические свойства - спорообразование, тип биологического окисления, особенность роста на жидких и плотных питательных средах, в условиях аэробиоза или анаэробиоза и т.д. 4. Биохимические свойства - способность окислять или сбраживать углеводы и многоатомные спирты, образовывать ферменты и конечные продукты, разжижение желатины, свертывание казеина и т.д. 5. Патогенные свойства. 6. Антигенные качества.

Анатомическое строение клеток прокариот Клетки прокариот состоят из оболочки, включающей клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану, цитоплазмы с различными включениями, ядерного материала, называемого нуклеоидом (нуклеоплазма, генофор), - это основные и постоянные компоненты клетки и внешних надоболочечных структур (жгутики), капсула, спора -это временные и непостоянные компоненты клетки, образующиеся лишь на определенных этапах жизненного цикла бактерий, у некоторых видов они отсутствуют полностью.

1 - гранулы полиоксимасляной кислоты; 2 - жировые капельки; 3 - включения серы; 4 - трубчатые тилакоиды; 5 - пластинчатые тилакоиды; 6 - пузырьки; 7 - хроматофоры; 8 - ядро (нуклеоид); 9 - рибосомы; 10 - цитоплазма; 11 - базальное тельце; 12 - жгутики; 13 - капсула; 14 - клеточная стенка; 15 - цитоплазматическая мембрана; 16 - мезосома; 17 - газовые вакуоли; 18 - ламеллярные структуры; 19 - гранулы полисахарида; 20 - гранулы полифосфата.

Клеточная стенка Под названием «клеточная стенка», или «клеточная оболочка» следует понимать расположенное снаружи бактериальной клетки образование, окружающее цитоплазматическую оболочку, которое в свою очередь может быть покрыто капсулой или же перикапсулярным слизистым слоем. У ресничных бактерий клеточная стенка пронизана жгутиками.

У многих видов прокариот клеточная стенка однослойна и образована муреином (пептидогликаном), с которым ковалентно связаны тейхоевые и тейхуроновые кислоты или нейтральные полисахариды. У других видов клеточная стенка многослойна и содержит другие компонеты.

Схематическое изображение однослойной структуры пептидогликана. Сходящиеся вдали ряды - гетерополимерные цепочки, состоящие из чередующихся остатков N - ацетилглюкозамина (Г) и N -ацетилмурамовой кислоты (М).

Схематическое изображение клеточной стенки у грамположительных (А) и грамотрицательных (Б) прокариот: 1 - цитоплазматическая мембрана; 2 - пептидогликан; 3 - периплазматическое пространство; 4 - наружная мембрана; 5 - ДНК (Гусев В.М., 1985).

Химический состав клеточных стенок грамположительных и грамотрицательных прокариот Компоненты клеточной стенки Грамположител ьные прокариоты Грамотрицательные прокариоты Внутренний слой (пептидогли- кановый) Внешний слой (наружная клеточная мембрана) Пептидогликан++- Тейхоевые кислоты+-- Полисахариды+-+ Белки±-+ Липиды±-+ Липополисахариды--+ Липопротеиды-±+

Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) ЦПМ прокариот является главным барьером между цитоплазмой и окружающей средой, нарушение ее целостности приводит к гибели клетки. На долю ЦПМ приходится 8-15% сухого вещества бактерий. В ее состав входят: белки %, липиды %, а у многих видов углеводы 1-19%. Главным липидным компонентом мембраны являются фосфолипиды и гликолипиды, у некоторых микроорганизмов - стерины.

С ЦПМ связаны многие ферменты и белки, участвующие в транслокации питательных веществ, а также ферменты и переносчики электронов стадий биологического окисления (дегидрогеназы, цитохромная система, АТФ-аза). Строение плазматической мембраны (по теории Давсона-Даниэлли). Два слоя фосфолипидных молекул, обращенных гидрофобными полюсами друг к другу и покрытых двумя слоями молекул глобулярного белка (А.Поликар, 1975).

Мезосомы Мезосомы представляют собой мембранные структуры, образуемые при закручивании ЦПМ. Морфологически мезосомы выглядят как ламеллярные стопки или спирально упакованные ламеллы, везикулярные или тубулярные структуры, а также смешанные мембранные системы, образованные трубочками, пузырьками и ламеллами. Типы строения истинных мезосом. а - ламеллярный; б - г - тубулярные типы (Бирюзова, Поглазова, 1977).

Цитоплазма Содержимое клетки, окруженное цитоплазматической мембраной, называют цитоплазмой и подразделяют на две функциональные части. 1. Одна часть цитоплазмы, находящаяся в состоянии золя, имеет гомогенную структуру и содержит набор растворимых рибонуклеиновых кислот, белков - ферментов и продуктов метаболизма. 2. Другая часть представлена генетическим аппаратом, рибосомами, включениями различной химической природы, а у некоторых прокариотвнутрицитоплазматическими мембранами.

Рибосомы Субмикроскопические рибонуклеопротеидные гранулы диаметром нм. В рибосомах находится примерно % всей бактериальной РНК. Рибосомы служат местом синтеза белка. Они играют роль фосфатных депо. Рибосома (а) и ее субчастицы - большая (б) и малая (в) (Блинов Н.П., 1989).

Ядерный материал (нуклеоид) Генетический материал прокариот состоит из дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) компактной структуры, расположенной в определенной части цитоплазмы и не отделенной от нее мембраной. Вся генетическая информация прокариот заключена в одной молекуле ДНК, которая получила название бактериальной хромосомы.

Капсула Капсула представляет собой слизистый слой, покрывающий бактериальную клетку. Толщина капсулы варьирует в зависимости от каждого вида, от момента, в котором бактерия находится во время цикла своего развития, от условий среды, а также от исследуемого варианта. Она бывает очень тонкой - микрокапсула. В ее состав входят два основных компонента - полисахаридный (углеводный) и полипептидный. Химический состав капсулы преимущественно полисахаридного происхождения, кислотного характера.

В естественных условиях вещество капсулы предохраняет бактериальные клетки от воздействия защитных сил макроорганизма, вследствие чего она относится к одному из факторов патогенности. Капсулы, имея консистенцию геля, плохо удерживают краситель, и для их выявления чаще всего применяют методы негативного контрастирования.

Жгутики Жгутики выполняют роль органа движения, позволяющего бактериям передвигаться со скоростью мкм/сек. Толщина жгутиков в среднем составляет нм, а длина достигает мкм. Основу жгутика составляет длинная спиральная нить (фибрилла), которая у поверхности клеточной стенки переходит в утолщенную изогнутую структуру и прикрепляется к базальной грануле, вмонтированной в клеточную стенку и ЦПМ. Схематическая модель базального конца жгутика Е. coli

Споры 1. Спора расположена в центре; материнская клетка не увеличена. 2. Спора расположена терминально, материнская клетка не увеличена; заметны белковые включения. 3. Спора расположена терминально, материнская клетка раздута в форме булавы. 4. Спора расположена в центре; материнская клетка деформирована и приобрела форму веретена - клостридиальная форма. 5. Спора расположена терминально; круглая материнская клетка имеет форму барабанной палочки - плектридиальная форма. 6. Спора расположена латерально; материнская клетка приобрела веретенообразную форму (Шлегель Г., 1987).

Формирование спор связано с уплотнением и обособлением определенного участка цитоплазмы вегетативной клетки с последующим образованием внутри бактерии круглого или овального тельца, покрытого плотной многослойной оболочкой, которая пропитана большим количеством липидов, кальция, дипиколиновой кислоты. Устойчивость к высокой температуре связана с очень низким содержанием воды и высоким содержанием дипиколиновой кислоты.

По химическому составу клетки прокариот принципиально не отличаются от эукариот, однако количественные соотношения органических и неорганических соединений различны. Клетки прокариот, в зависимости от вида и физиологического состояния, содержат от 75 до 90 % воды, находящейся в связанном и свободном состоянии, белки, полисахариды, липиды, ДНК и РНК, а также различные минеральные вещества (фосфор, натрий, калий, сера, кальций, железо, медь, кремний и др.) и микроэлементы (фтор, бром, марганец, и др.).

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ