Бактерии. Определение. Ультраструктура бактериальной клетки . Основные морфологические формы бактерий и методы их изучения. Принципы классификации бактерий

Бактерии – это одноклеточные микроорганизмы относящиеся к царству прокариотов, лишенные оформленного ядра и хлорофилла, способные образовывать ассоциации сходных клеток. Размеры бактерий варьируют в значительных пределах от 0,1 до 20 – 30 мкм.

Систематика бактерий – это таксономическое положение бактерий, указывающее на их родство с другими бактериями.

В настоящее время используется ряд таксономических систем: нумерическая таксономия, хемотаксономия, генетическая таксономия и серологическая таксономия.

Морфология бактерий – это внешняя форма клетки. Основные морфологические

формы :

Шаровидные (кокки) по характеру расположения кокков делятся на:

-микрококки (отдельное изолированное расположение)

 -диплококки (сцепленное попарно);

 -тетракокки (сцепленные по четыре).

-стрептококки (сцепленные в цепочку).

- сарцины (сцепленные в пакеты по 8, 12, 16 ).

-стафилококки (сцепленные беспорядочно в виде виноградной грозди).

Палочковидные -по характеру расположения делятся на :

- бактерии или бациллы (отдельно расположенные).

- диплобактерии или диплобациллы (сцепленные попарно)

- стрептобактерии (сцепленные в цепочку).

Извитые формы – по характеру и количеству завитков делятся на:

-вибрионы –слегка изогнутые палочки – одна запятая;

-спириллы, имеют до 8 завитков;

- и спирохеты, которые в свою очередь делятся бореллии и трепонемы;

-лептоспиры.

Методы изучения морфологии.

Световая микроскопия :

- иммерсионная- применяется для изучения окрашенных мазков препаратов.

- темнопольная и фазовоконтрастная - применяется для изучения неокрашенных препаратов в слое жидкости (препараты висячая или раздавленная капля).

- люминисцентная, электронная- применяется для изучения нативных мазков, окрашенных или неокрашенных флюорохромами, при облучении их коротковолновым излучением.

Органеллы бактриальной клетки, их строение и функции:

Структурные компоненты бактериальной клетки делятся на обязательные и

необязательные.

Обязательные компоненты: клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма с локализованными в ней рибосомими и ядерным аппаратом.

Необязательные компоненты: капсула, микрокапсула, внеклеточная слизь, включения, жгутики, пили, споры.

Клеточная стенка. Функция клеточной стенки состоит в том, что она является :

- осмотическим барьером;

- определяет форму бактериальной клетки;

- защищает клетку от воздействия 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 бактерий и с ним связан эндотоксин бактерий.

 Клеточная стенка представлена слизистой оболочкой, это биогетерополимер, имеющий сложное строение, который покрывает всю поверхность клетки, различают три слоя:

- наружний – липопротеиновый;

- средний – липополисахаридный;

- внутренний – мукопептидный.

 Существуют два типа строения клеточной стенки у бактерий. В обеих случаях ее основу составляет пептидогликан муреин, (у некоторых, например ГР+ бактерий он связан с тейхоевыми кислотами). У одних бактерий – 1 тип, он составляет до 90% массы клеточной стенки и образует многослойный до 10 слоев каркас. Такие бактерии при окраске по методу Грамма прочно удерживают комплекс генцианового фиолетового красителя - они окрашиваются в сине – фиолетовый цвет и называются Гр (+).

 У бактерий со вторым типом строения клеточной стенки поверх 2- 3 слоев пептидогликана – муреина располагается слой липополисахаридов. Эти бактерии при окраске по Грамму не способны прочно связывать комплекс красителей, и соответственно, обесцвечиваются спиртом. Поэтому их дополнительно прокрашивают фуксином в розово – красный цвет. Это Гр (-) бактерии.

 В связи с различиями в строении клеточной стенки все бактерии делятся на 4 отдела:

-грациликуты – бактерии с тонкой клеточной стенкой, Гр(-), извитые, палочковидные, кокковые формы бактерий, риккетсии и хламидии.

- формикуты – бактерии с толстой клеточной стенкой, Гр(-), к ним относятся палочковидные, кокковые формы, актиномицеты, коринебактерии, микобактерии.

- тенерикуты – бактерии без ригидной клеточной стенки – микоплазмы.

- мендозикуты – архебактерии, отличающиеся дефектной клеточной стенкой, особенностями строения рибосом, мембран и рибосомальных РНК.

Из любой бактериальной клетки можно получить форму, полностью или частично лишенную клеточной стенки Они называются соответственно, протопласты и сферопласты. Весьма существенным является то, что под воздействием химиопрепаратов и других факторов. Нарушающих формирование клеточной стенки, они могут образовываться в организме больного, но при этом бактерии сохраняют способность взаимодействовать с организмом больного.

Цитоплазматическая мембрана и мезосомы.

- ЦПМ является жизненно необходимым структурным компонентом бактериальной клетки. Она ограничивает протопласт, располагаясь непосредственно под клеточной стенкой. ЦПМ – это липопротеин. Является сложно организованной структурой, состоящей из нескольких слоев. Двойной фосфолипидный слой пронизан белковыми глобулинами, которые обеспечивают транспорт веществ в бактериальную клетку. ЦПМ выполняет жизненно важные функции, нарушение которых приводит бактериальную клетку к гибели

- это прежде всего регуляция поступления в клетку метаболитов и ионов, участие в метаболизме, репликации ДНК, а у ряда бактерий в процессах спорообразования.

Мезосомы

-являются производными ЦПМ;

- они имеют неодинаковое строение у разных бактерий, располагаясь в разных частях клетки либо в виде концентрических мембран, либо пузырьков, инвагинаций, либо в виде петли;

- мезосомы связаны с нуклеоидом;

- они участвуют в процессе деления и спорообразования, дыхании клетки.

Цитоплазма, рибосомы, включения

Цитоплазма - это физический, осмотический и метаболический барьер между внутренним содержимым бактериальной клетки и внешней средой. Он имеет сложную трехслойную структуру. У прокариот представляет собой сложную коллоидную систему, состоящую из 75% воды, минеральных соединений, белков, РНК, ДНК, которые входят в сотав органелл нуклеоида, рибосом, мезосом, включений.

Рибосомы у бактерий представляют собой рибонуклеопротеиновые частицы, состоящие из двух субъединиц 30S и 50S. Бактериальные рибосомы являются белоксинтезирующими системами клеток.

Включения являются продуктами метаболизма про – и эукариотических микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, полифосфата (валютина) и др. Зерна валютина – это метахроматические включения. Например, у включения у дифтерийной палочки.

Ядерный аппарат.

- у прокариотов нет оформленного ядра – его аналог нуклеоид;

-он имеет фибриллярную структуру;

- не имеет основных белков – гистонов;

-не содержит хромосом;

- не делится митозом.

В нем содержится двунитевая молекула ДНК, а также небольшое количество РНК и белков. Молекула ДНК представляет собой замкнутую кольцевую структуру, в которой закодирована почти вся наследственная информация клетки, т.е. геном клетки. ДНК часто обозначается как хромосома. При этом следует помнить, что она представлена в клетке в единственном числе, поскольку бактерии являются гаплоидными. Однако, перед делением клетки число нуклеоидов удваивается, а во время деления увеличивается до 4 и более.

Плазмиды

Наряду с нуклеоидом в цитоплазме могут находится автономные кольцевые молекулы двунитчатой ДНК с меньшей молекулярной массой, которых получили название плазмид. В них также закодирована наследственная информация. Это необязательные структуры бактериальной клетки.

Необязательные компоненты бактериальных клеток. Подвижные бактерии передвигаются с помощью жгутиков. Жгутики – это белковые структуры, состоящие из специфического белка флагелина. Этот белок относится к сократительным белкам типа миозина. На поверхности ряда бактерий обнаружены белковые образования – ворсинки (фимбрии, пили). Наиболее изучены ворсинки общего типа и F- пили.

Ряд патогенных бактерий, попадая в условия макроорганизма способны образовывать капсулу. Она предохраняет клетку от действия защитных сил макроорганизма (фагоцитоз, действие АТ, действие АБ). Группы бактерий, которые образуют капсулу не только в организме, но и на питательных средах, называются истинно капсульными бактериями.

Спора - это клетка в состоянии анабиоза. Споры бактерий образуются в неблагоприятных условиях внешней среды. Одна бактериальная клетка образует только одну спору, т.е. спора служит для сохранения вида.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: