Морфология и ультраструктура бактерий .

Лекция№8. Классификация и морфология бактерий

Классификация бактерий по Берги

Для микроорганизмов введена единая международная клас­сификация, которая была предложена американским ученым Д. Берги (1938-1999). В его издании царство прокариот разделе­но на отделы, отличающиеся друг от друга строением клеточной стенки и отношением к окраске по способу Грама. После его смерти вышло несколько изданий международного определи­теля бактерий, где их делят на четыре отдела:

1.  Gracilicutes (Грам-) — бактерии, имеющие тонкую клеточ­ную стенку.

2.  Firmicutes (Грам+) — бактерии, имеющие толстую клеточ­ную стенку.

3.  Tenericutes (микоплазмы) — бактерии, лишенные клеточ­ной стенки.

4.  Mendosicutes (архиобактерии).

Различают 3 класса мендозикутов:

1. Бактерии-хемоорганотрофы — используют химический источник питания.

2.  Риккетсии — внутриклеточные бактерии-паразиты, кото­рые не растут на питательных средах.

3.  Микоплазмы — бактерии, лишенные клеточной стенки.

Основные группы бактерий. Роды бактерий

1)  Изгибающиеся бактерии с тонкими стенками, подвиж­ность обеспечивается за счет скольжения — скользящие бак­терии;

2)  изгибающиеся бактерии с тонкими стенками, подвиж­ность (Treponema) связана с наличием осевой нити — спирохеты (Borrelia, Leptospira).

2.  Ригидные бактерии с толстыми стенками, неподвижные или подвижные благодаря жгутикам — эубактерии.

А. Мицелиальные формы Mycobacterium, Actinomyces, Nocar- dia, Streptomyces.

Б. Простые одноклеточные:

1)  облигатные внутриклеточные паразиты Rickettsia, Coxiella, Chlamydia^-,

2)  свободноживущие

а) грамположительные: кокки Streptococcus, Staphylococcus, неспорообразующие палочки Corynebacterium, Listeria, Erysipelothrix, спорообразующие палочки, в т.ч. обяза­тельные аэробы Bacillus, в т.ч. обязательные анаэробы Clostridium',

б) грамотрицательные: кокки Neisseria, кишечные палоч­ки, в т.ч. спиральной формы Spirillum, в т.ч. прямые, очень мелкие палочки Pasteurella, Brucella, Yersinia, Francisella,Haemophilus, Bordetella кишечные палочки, в т.ч. факультативные анаэробы Escherichia, Salmonella, Shigella, Klebsiella, Proteus, Vibrio, в т. ч. облигатные аэро­бы Pseudomonas, в т.ч. облигатные анаэробы Bacteroides, Fusobacterium.

4. Без клеточных стенок Mycoplasma, Ureaplasma.

 

Особенности морфологии микоплазм, хламидий, риккетсий, актиномицетов

Микоплазмы — клетки, не имею­щие клеточной стенки, но окружен­ные трехслойной липопротеидной цитоплазматической мембраной, покрытой снаружи капсулоподоб­ным слоем.

Они могут быть сферической, овальной формы. Мелкие микоплаз­мы проходят через бактериальные фильтры и называются фильтру­ющимися формами. Микоплазмы неподвижны, не образуют спор. Осо­бенностью микоплазм является их рост на плотной питательной среде, где образуются колонии, напоминающие яичницу-глазунью.

Риккетсии — прокариотические микроорганизмы, назван­ные в честь американского микробиолога Г. Риккетса, размером от 0,2 до 30 мкм. По форме могут быть нитевидными, палочко­видными и кокковидными. Все рик­кетсии — внутриклеточные паразиты, т.е. могут развиваться в клетках живо­го организма. Они очень схожи по строению с бактериями. У них есть клеточная стенка, нуклеотид, рибосо­мы, риккетсии также окрашиваются по Граму. Размножаются делением, но процесс деления происходит внутри клетки. По форме риккетсии бывают кокковидными, нитевидными, внут­риклеточными, бактериальными и ба­циллярными.

Хламидии — мелкие бактериоподобные неподвижные бескапсульные фамотрицательные бактерии, очень малых размеров — до 0,5 мкм. Содержат две нуклеиновые кислоты — дезоксирибо­нуклеиновую и рибонуклеиновую, нуклеопротеиды, углеводы и липиды. Хламидии — облигатные внутриклеточные паразиты. Размножаются только в цитоплазме клеток. У человека вызыва­ют венерический лимфофанулематоз.

Актиномицеты: формы бактерий, имеющие истинный, не имеющий перегородок мицелий. Мицелиальный (в виде ветвя­щихся нитей) рост этих фамположительных бактерий придает им внешнее сходство с фибами. Это сходство усиливается вслед­ствие наличия у высших форм актиномицетов наружных непо­ловых спор, которые называются конидиями. В отличие от фибов, актиномицеты имеют прокариотическое сфоение клетки, не содержат в клеточной стенке хитина или целлюлозы, размно­жаются только бесполым путем. Мицелий актиномицетов под­разделяют на субсфатный (в субсфате) и воздушный. К мице- лиальным бактериям относят микобактерии, рода накардий и актиномицетов, несколько родов высших актиномицетов.

 

Морфология и ультраструктура бактерий .

Различают несколько форм бактерий: кокковидные, ветвя­щиеся, палочковидные, извитые.

Кркки — шаровидные клетки размером 0,5—1,0 мкм, которые делятся на микрококки, дипло­кокки, стрептококки, тефакок- ки, сарцины, стафилококки.

Микрококки — отдельно рас­положенные клетки. Входят в со­став нормальной микрофлоры, находятся во внешней среде. За­болеваний у людей не вызывают.

Диплококки — парные кокки (пневмококк, гонококк, менин­гококк). Пневмококк имеет с противоположной стороны лан­цетовидную форму, а менингококк и гонококк — форму кофей­ных зерен.

Стрептококки — клетки округлой или вытянутой формы. Де­ление осуществляется в одной плоскости, размножающиеся клет­ки сохраняют связь (не расходятся), образуя цепочки. Многие патогенные микроорганизмы — возбудители ангины, скарлати­ны, гнойных воспалительных процессов.

Тетракокки состоят из четырех кокков, образуются при вза­имно перпендикулярном делении. Медицинского значения не имеют.

Сарцины имеют вид пакетов из 8 и более кокков. Часто обна­руживаются в воздухе.

Стафилококки имеют форму гроздей винограда. Вызывают многочисленные болезни, гнойно-воспалительные.

 

Палочковидные — палочки от 1,0 до 10,0 мкм, толщина — от 0,5 до 2,0 мкм. По способности образовывать споры они подраз­деляются на бактерии (палочки, не образующие спор), бациллы (аэробные спорообразующие микробы) выделяют 2 вида:

Диплобациллы – располагаются по две сцепленные палочки;

Стрептобациллы – располагаются в виде цепочки

 и клостридии (анаэроб­ные спорообразующие микробы).

 

Извитые формы — вибрионы, спириллы, спирохеты.

Вибрионы — изогнутые палочки, в виде запятой (холерный вибрион, водные вибрионы).

Спириллы — бактерии, имею­щие изгибы с одним или несколь­кими оборотами спирали.

Спирохеты — тонкие, длинные, извитые, штопорообразной формы бактерии.

Спирохеты представле­ны тремя родами:

· на лептоспиры (завитки с загнутыми крючкообразными концами — S-образная форма);

• боррелии (4—12 неправильных завитков);

• трепонемы (14—17 равномерных мелких завитков). трепонема, боррелия, лептоспира. Патогенными для человека являются: возбудите­ли сифилиса, возвратного тифа, лептоспироз.

 

Структура бактериальной клет­ки.

Бактериальная клетка состоит из оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включе­ниями и нуклеотида. Также име­ются дополнительные включения: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики и пили, плазмиды.

Клеточная стенка — прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму.

Функции клеточной стенки состоят в том, что она:

• является осмотическим барьером;

• определяет форму бактериальной клетки;

• защищает клетку от воздействий окружающей среды;

• несет разнообразные рецепторы, способствующие прикреплению фагов, колицинов, а также различных химических соединений,

• через клеточную стенку в клетку поступают питательные вещества и выделяются продукты обмена,
• в клеточной стенке локализован О-антиген и с ней связан эндотоксин (липид А) бактерий.
Существуют 2 типа строения клеточной стенки:

· у бактерий первого типа пептидогликан муреин составляет до 90% массы клеточной стенки и образует многослойный (до 10 слоев) каркас, при этом он ковалентно связан с тейхоевыми кислотами. Такие бактерии при окраске по методу Грама прочно удерживают комплекс генцианового фиолетового и йода; они окрашиваются в сине-фиолетовый цвет и называются грамположителъными;

• у бактерий со вторым типом строения клеточной стенки поверх 2—3 слоев пептидогликана муреина располагается слой липополисахаридов. Эти бактерии при окраске по методу Грама неспособны прочно удерживать комплекс генцианового фиолетового и йода и соответственно обесцвечиваются спиртом, прокрашиваясь дополнительным красителем — фуксином — в розово-красный цвет. Они называются грамотрицательными.

Структура бактериальной клетки: основные и дополнительные структуры, их химический состав и назначение:

Цитоплазматическая мембрана — очень тонкая, состоящая из белков и фосфолипидов. Через нее осуществляется питание клетки. Она образует мезосомы, которые принимают участие в делении клетки.

Цитоплазма — внутреннее содержимое бактериальной клет­ки, состоящей из воды, минеральных соединений, белков, РНК и ДНК. В ней находятся ядерное вещество, рибосомы и различ­ные включения.

Нуклеотид — наследственный аппарат бактериальной клет­ки. Представляет собой двойную нить ДНК, свернутую в коль­цо. Он лишен ядерной мембраны, не содержит хромосом, не делится митозом. В составе нуклеотида отсутствуют основные белки — гистоны.

Рибосомы выполняют функцию синтеза белка. Соединяясь вместе, рибосомы образуют полисомы. Бактериальные рибосо­мы, являющиеся белоксинтезирующимися системами клеток, могут стать мишенью для действия многих антибиотиков.

Включения являются продуктами метаболизма прокариоти­ческих микроорганизмов, которые располагаются в их цитоп­лазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, волютина.

Споры бактерий представляют собой бактериальные клетки в состоянии анабиоза и образуются при неблагоприятных условиях внешней среды.

Располагаются внутри клетки терминально, субтерминально или центрально.
Спорообразуюише палочки называются бациллами. В проиессе спорообразования клетка почти полностью теряет воду, сморщивается, клеточная стенка уплотняется. Появляется новое вещество — дипиколинат кальция, которое образует комплексы с биополимерами клетки, устойчивые к действию температуры и ультрафиолетовых лучей.

В окружающей среде споры бактерий могут сохраняться годами, но при попадании в благоприятные условия спора впитывает влагу, комплексы распадаются, дипиколинат разрушается, и спора превращается в вегетативную клетку. Таким образом, спору следует рассматривать не как способ размножения, а только как форму существования бактериальной клетки в неблагоприятных условиях.
Преобразования идут по следующей схеме: 1 клетка — 1 спора — 1 клетка, т. е. увеличения количества бактериальных клеток не происходит.

Спорообразование характерно в основном для грамположитель-ных бактерий.
У грамотрицателъных бактерий эквивалентом спорообразования является переход в так называемое некультивируемое состояние. В такой форме они также длительно сохраняются в окружающей среде.
При использовании окраски по Граму споры не воспринимают красителей, поэтому на окрашенном фоне они бесцветны.

 

Жгутики

Многие бактерии имеют жгутики— органы движения, характерные для палочковид­ных бактерий, количество и расппппжение которых у разных родов неодинаково:

• монотрихии имеют только один жгутик (род Vibrio);

• лофотрихии — пучок жгутиков на одном полюсе клетки (род Pseudomonas);

• у амфитрихов жгутики (один или пучок) расположены на обоих полюсах клетки (род Spirillum);

• у перитрихов — по всей поверхности (род Escherichia, Salmonella).

По своему строению жгутики представляют собой спирально закрученные нити, состоящие из специфического белка флагелли-на, который по своей структуре относится к сократительным белкам типа миозина.

При окраске по Граму жгутики не видны. Изучать подвижность бактерии можно как с помощью микроскопических методов (фазово-контрастная микроскопия препаратов «висячая» или «раздавленная» капля), так и посевом — уколом в полужидкий агар или специальную среду (среду Пешкова).
Пили, или фибрин — ворсинки, расположенные на поверхно­сти бактериальных клеток.
Фимбрии отходят от поверхности клетки и состоят из белка, называемого пилином.
Различают более 60 видов ворсинок, из которых наиболее изучены следующие:

• F-pili — половые пили;

• common pili — пили, ответственные за адгезию.

Капсула бактерий — это утолщенный наружный слой клеточной стенки.
Капсулы могут быть построены из полисахаридов (пневмококк) или белков (возбудитель сибирской язвы).
Большинство бактерий, особенно патогенных, образует капсулу только в организме человека или животных. Однако существует род истинно капсулъных бактерий (Klebsiella), представители которого образуют капсулу и при культивировании на искусственных питательных средах.
Некоторые бактерии могут иметь микрокапсулу, выявляемую только при электронной микроскопии (эшерихии), или неявно выраженную способность к капсулообразованию — так называемую «нежную» капсулу (золотистые стафилококки, менингококки).

Основное предназначение капсул — зашита бактерий от фагоцитоза.

---

Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 801; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!