Dajte pojam bakterija i njihovu klasifikaciju. Bakterije - opća karakteristika. Klasifikacija, struktura, ishrana i uloga bakterija u prirodi. Mikroflora ljudskog organizma

Mikrobiologija proučava strukturu, životnu aktivnost, uslove života i razvoj najmanjih organizama, zvanih mikrobi ili mikroorganizmi.

„Nevidljivi, oni stalno prate osobu, upadaju u njen život ili kao prijatelji ili kao neprijatelji“, rekao je akademik V. L. Omelyansky. Zaista, mikrobi su posvuda: u vazduhu, u vodi i u zemljištu, u ljudskom tijelu i životinjama. Mogu biti korisni i koriste se u proizvodnji mnogih namirnica. Mogu biti štetne, uzrokovati da se ljudi razbole, pokvare hranu itd.

Mikrobe je otkrio Holanđanin A. Leeuwenhoek (1632-1723) krajem 17. vijeka, kada je napravio prva sočiva koja su dala povećanje od 200 puta ili više. Pogodio ga je mikrokosmos koji je vidio; Leeuwenhoek je opisao i skicirao mikroorganizme koje je pronašao na raznim predmetima. On je postavio temelje za deskriptivnu prirodu nove nauke. Otkrića Louisa Pasteura (1822-1895) dokazala su da se mikroorganizmi razlikuju ne samo po obliku i strukturi, već i po svojoj životnoj aktivnosti. Pasteur je otkrio da kvasci izazivaju alkoholnu fermentaciju, a neki mikrobi su sposobni uzrokovati zarazne bolesti kod ljudi i životinja. Pasteur je ušao u istoriju kao izumitelj metode vakcinacije protiv bjesnila i antraksa. Svjetski je poznat doprinos mikrobiologiji R. Kocha (1843-1910) - otkrio je uzročnike tuberkuloze i kolere, I. I. Mechnikov (1845-1916) - razvio fagocitnu teoriju imuniteta, osnivač virologije D. I. Ivanovsky (18 -1920), N F. Gamaleya (1859-1940) i mnogi drugi naučnici.

Klasifikacija i morfologija mikroorganizama

Mikrobi- To su najmanji, uglavnom jednoćelijski živi organizmi, vidljivi samo kroz mikroskop. Veličina mikroorganizama se mjeri u mikrometrima - mikronima (1/1000 mm) i nanometrima - nm (1/1000 mikrona).

Mikrobe karakterizira ogromna raznolikost vrsta koje se razlikuju po strukturi, svojstvima i sposobnosti postojanja u različitim uvjetima okoline. Možda i jesu jednoćelijski, višećelijski i nećelijski.

Mikrobi se dijele na bakterije, viruse i fage, gljive, kvasce. Odvojeno, postoje sorte bakterija - rikecije, mikoplazme, a posebnu grupu čine protozoe (protozoe).

bakterije

bakterije- pretežno jednostanični mikroorganizmi veličine od desetinki mikrometra, na primjer, mikoplazma, do nekoliko mikrometara, au spirohetama - do 500 mikrona.

Postoje tri glavna oblika bakterija – sferni (koki), štapićasti (bacili itd.), zavijeni (vibrio, spirohete, spirile) (Sl. 1).

Globularne bakterije (koke) obično su sferne, ali mogu biti blago ovalne ili u obliku graha. Koke mogu biti locirane pojedinačno (mikrokoke); u paru (diplokoke); u obliku lanaca (streptokoki) ili grozdova (stafilokoki), paket (sarcinas). Streptokoki mogu uzrokovati tonzilitis i erizipel, stafilokoki - razne upalne i gnojne procese.

Rice. 1. Oblici bakterija: 1 - mikrokoki; 2 - streptokoki; 3 - sardine; 4 - štapići bez spora; 5 - štapići sa sporama (bacili); 6 - vibrio; 7- spirohete; 8 - spirila (sa flagelama); stafilokoka

bakterije u obliku štapa najčešći. Štapići mogu biti pojedinačni, povezani u paru (diplobakterije) ili u lancima (streptobakterije). Bakterije u obliku štapića uključuju Escherichia coli, patogene salmoneloze, dizenterije, trbušnog tifusa, tuberkuloze, itd. Neke bakterije u obliku štapa imaju sposobnost formiranja u nepovoljnim uslovima sporova.Šipke koje stvaraju spore nazivaju se bacili. Bacili u obliku vretena nazivaju se klostridija.

Sporulacija je složen proces. Spore se značajno razlikuju od normalne bakterijske ćelije. Imaju gustu ljusku i vrlo malu količinu vode, ne zahtijevaju hranjive tvari, a reprodukcija se potpuno zaustavlja. Spore su u stanju da izdrže sušenje, visoke i niske temperature dugo vremena i mogu biti u održivom stanju desetinama i stotinama godina (spore antraksa, botulizma, tetanusa itd.). Jednom u povoljnom okruženju, spore klijaju, odnosno pretvaraju se u uobičajeni vegetativni oblik razmnožavanja.

Uvijene bakterije može biti u obliku zareza - vibrio, sa nekoliko kovrča - spirila, u obliku tankog uvijenog štapića - spirohete. Vibrio je uzročnik kolere, a uzročnik sifilisa je spiroheta.

bakterijska ćelija ima ćelijski zid (ljusku), često prekriven sluzi. Često sluz formira kapsulu. Ćelijska membrana odvaja sadržaj ćelije (citoplazmu) od membrane. Citoplazma je prozirna proteinska masa u koloidnom stanju. Citoplazma sadrži ribozome, nuklearni aparat sa molekulama DNK i razne inkluzije rezervnih nutrijenata (glikogen, mast, itd.).

mikoplazme- bakterije koje nemaju ćelijski zid, a za njihov razvoj su potrebni faktori rasta sadržani u kvascu.

Neke bakterije se mogu kretati. Pokret se izvodi uz pomoć flagella - tankih niti različitih dužina koje izvode rotacijske pokrete. Flagele mogu biti u obliku jedne dugačke niti ili u obliku snopa, mogu se nalaziti na cijeloj površini bakterije. Flagele su prisutne u mnogim bakterijama u obliku štapa i gotovo svim zakrivljenim bakterijama. Sferne bakterije, u pravilu, nemaju flagele, one su nepokretne.

Bakterije se razmnožavaju dijeljenjem na dva dijela. Brzina podjele može biti vrlo visoka (svakih 15-20 minuta), dok se broj bakterija brzo povećava. Ova brza podjela se vidi u hrani i drugim supstratima bogatim hranjivim tvarima.

Virusi

Virusi- posebna grupa mikroorganizama koji nemaju ćelijsku strukturu. Virusi se mjere u nanometrima (8-150 nm), tako da se mogu vidjeti samo elektronskim mikroskopom. Neki virusi se sastoje samo od proteina i jedne od nukleinskih kiselina (DNK ili RNK).

Virusi izazivaju uobičajene ljudske bolesti kao što su gripa, virusni hepatitis, boginje, kao i bolesti životinja - slinavka i šapa, kuga životinja i mnoge druge.

Bakterijski virusi se nazivaju bakteriofagi, virusi gljivica mikofagi itd. Bakteriofagi se nalaze svuda gde postoje mikroorganizmi. Fagi uzrokuju smrt mikrobnih stanica i mogu se koristiti za liječenje i prevenciju nekih zaraznih bolesti.

Pečurke su posebni biljni organizmi koji nemaju hlorofil i ne sintetiziraju organske tvari, ali trebaju gotove organske tvari. Stoga se gljive razvijaju na različitim supstratima koji sadrže hranjive tvari. Neke gljive su sposobne da izazovu bolesti biljaka (karcinom i kasnu paležu krompira, itd.), insekata, životinja i ljudi.

Gljivične ćelije se razlikuju od bakterijskih po prisutnosti jezgara i vakuola i slične su biljnim stanicama. Najčešće su u obliku dugih i razgranatih ili isprepletenih niti - hife. Od hifa se formira micelijum, ili gljiva. Micelij se može sastojati od ćelija sa jednim ili više jezgara, ili biti nećelijski, predstavljajući jednu džinovsku multinuklearnu ćeliju. Na miceliju se razvijaju plodna tijela. Tijelo nekih gljiva može se sastojati od pojedinačnih ćelija, bez stvaranja micelija (kvasac, itd.).

Gljive se mogu razmnožavati na različite načine, uključujući vegetativno dijeljenjem hifa. Većina gljiva se razmnožava aseksualno i spolno kroz formiranje posebnih reproduktivnih stanica - spor. Spore, u pravilu, mogu dugo opstati u vanjskom okruženju. Zrele spore se mogu prenositi na značajne udaljenosti. Jednom u hranljivom mediju, spore se brzo razvijaju u hife.

Gljive plijesni predstavljaju opsežnu grupu gljiva (slika 2). Široko rasprostranjeni u prirodi, mogu rasti na prehrambenim proizvodima, formirajući dobro vidljive plakove različitih boja. Kvarenje hrane često izazivaju gljivice mucor, koje formiraju pahuljastu bijelu ili sivu masu. Gljiva sluzokože rhizopus izaziva „meku trulež“ povrća i bobičastog voća, a gljiva botritis oblaže i omekšava jabuke, kruške i bobičasto voće. Uzročnici kalupa mogu biti gljive iz roda Peniiillium.

Određene vrste gljiva ne samo da mogu dovesti do kvarenja hrane, već i proizvode tvari koje su otrovne za ljude - mikotoksine. To uključuje neke vrste gljiva iz roda Aspergillus, roda Fusarium itd.

Korisna svojstva određenih vrsta gljiva koriste se u prehrambenoj i farmaceutskoj industriji i drugim industrijama. Na primjer, gljive iz roda peniiillium koriste se za proizvodnju antibiotika penicilina i u proizvodnji sireva (Roquefort i Camembert), gljive iz roda Aspergillus koriste se u proizvodnji limunske kiseline i mnogih enzimskih preparata.

aktinomiceti- mikroorganizmi koji imaju karakteristike i bakterija i gljivica. Po strukturi i biohemijskim svojstvima aktinomiceti su slični bakterijama, a po prirodi razmnožavanja, sposobnosti formiranja hifa i micelija slični su gljivama.

Rice. 2. Vrste plesni: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - mukor.

kvasac

kvasac- jednoćelijski nepokretni mikroorganizmi veličine ne veće od 10-15 mikrona. Oblik ćelije kvasca je češće okrugao ili ovalan, rjeđe štapićast, srpast ili sličan limunu. Ćelije kvasca po strukturi su slične gljivama, imaju i jezgro i vakuole. Razmnožavanje kvasca odvija se pupanjem, diobom ili sporama.

Kvasci su široko rasprostranjeni u prirodi, mogu se naći u tlu i biljkama, na prehrambenim proizvodima i raznim otpadnim proizvodima koji sadrže šećere. Razvoj kvasca u prehrambenim proizvodima može dovesti do kvarenja, uzrokujući fermentaciju ili kiseljenje. Neke vrste kvasca imaju sposobnost pretvaranja šećera u etilni alkohol i ugljični dioksid. Ovaj proces se naziva alkoholna fermentacija i široko se koristi u prehrambenoj i vinskoj industriji.

Neke vrste kvasca Candida izazivaju ljudsko oboljenje koje se zove kandidijaza.

Bakterije su prokariotski mikroorganizmi ćelijske strukture. Njihove veličine su od 0,1 do 30 mikrona. Mikrobi su izuzetno česti. Žive u tlu, vazduhu, vodi, snijegu, pa čak i toplim izvorima, na tijelu životinja, kao i unutar živih organizama, uključujući i ljudsko tijelo.

Raspodjela bakterija na vrste temelji se na nekoliko kriterija, među kojima se najčešće uzima u obzir oblik mikroorganizama i njihov prostorni raspored. Dakle, prema obliku ćelija, bakterije se dijele na:

Kokusi - mikro-, diplo-, strepto-, stafilokoki, kao i sarcini;

U obliku štapa - monobakterije, diplobakterije i streptobakterije;

Uvijene vrste - vibrioni i spirohete.

Bergeyeva determinanta sistematizira sve poznate bakterije prema principima identifikacije bakterija koje su našle najširu rasprostranjenost u praktičnoj bakteriologiji, na osnovu razlika u strukturi ćelijskog zida iu odnosu na Gramovu boju. Opis bakterija je dat po grupama (odjeljcima), koje uključuju porodice, rodove i vrste; u nekim slučajevima, grupe uključuju klase i redove. Bakterije patogene za ljude su uključene u mali broj grupa.

Ključ razlikuje četiri glavne kategorije bakterija -

Gracillicutes [od lat. gracilis, graciozan, tanak, + cutis, koža] - vrsta s tankim ćelijskim zidom, obojena gram negativan;

firmicutes [od lat. flrmus, jak, + cutis, koža] - bakterije sa debelim ćelijskim zidom, bojenje gram pozitivni;

Tenerikuti [od lat. tener, nježan, + cutis, koža] - bakterije koje nemaju ćelijski zid(mikoplazme i drugi pripadnici klase Mollicutes)

Mendosicutes [od lat. mendosus, pogrešno, + cutis, koža] - arhebakterije (reducirajuće metan i sulfat, halofilne, termofilne i arhebakterije, bez ćelijskog zida).

Grupa 2 Burgeyeva determinanta. Aerobne i mikroaerofilne pokretne uvijene i zakrivljene Gram-negativne bakterije. Vrste patogene za ljude su uključene u rodove Campylobacter, Helicobacters Spirillum.

Grupa 3 Bergeyeve determinante. Nepokretne (rijetko pokretne) Gram-negativne bakterije. Ne sadrži patogene vrste.

Grupa 4 Burgeyeve determinante. Gram-negativne aerobne i mikroaerofilne šipke i koke. Vrste patogene za ljude spadaju u porodice Legionellaceae, Neisseriaceae i Pseudomonada-ceae, u grupu spadaju i patogene i oportunističke bakterije iz rodova Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Moraxella, Kingella i

Grupa 5 Bergeyeve determinante. Fakultativni anaerobni gram-negativni štapići. Grupu čine tri porodice - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae i Pasteurellaceae, od kojih svaka uključuje patogene vrste, kao i patogene i oportunističke bakterije iz rodova Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella i Streptobacillus.

Grupa 6 Bergeyeve determinante. Gram-negativne anaerobne ravne, zakrivljene i spiralne bakterije. Patogene i oportunističke vrste ubrajaju se u rodove Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas i Prevotelta.

Grupa 7 Bergeyeve determinante. Bakterije koje vrše redukciju disimilacije sulfata ili sumpora Ne uključuje patogene vrste.

Grupa 8 Bergeyeve determinante. Anaerobne gram-negativne koke. Uključuje oportunističke bakterije iz roda Veillonella.

Grupa 9 Bergeyeve determinante. Rikecije i klamidija. Tri porodice - Rickettsiaceae, Bartonellaceae i Chlamydiaceae, od kojih svaka sadrži vrste patogene za ljude.

Grupe 10 i 11 Burgeyjevog vodiča uključuju anoksi- i kisikove fototrofne bakterije koje nisu patogene za ljude.

Grupa 12 Burgeyeve determinante. Aerobne hemolitotrofne bakterije i srodni organizmi. Kombinira bakterije koje oksidiraju i nitrifikuju sumpor, željezo i mangan, a koje ne oštećuju ljude.

Grupe 13 i 14 Burgeyjevog vodiča uključuju bakterije koje pupaju i/ili izrastaju i bakterije koje stvaraju ovojnicu. Predstavljaju ga vrste koje slobodno žive, nisu patogene za ljude;

Grupe 15 i 16 Burgeyjevog vodiča objedinjuju klizeće bakterije koje ne formiraju plodna tijela i formiraju ih. Grupe ne uključuju vrste patogene za ljude.

Grupa 17 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivne koke. Uključuje oportunističke vrste iz rodova Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus.

Grupa 18 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivni štapići i koke koje stvaraju spore. Uključuje patogene, uslovno patogene štapiće iz rodova Clostridium i Bacillus.

Grupa 19 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivni štapići pravilnog oblika koji formiraju spore. Uključujući oportunističke vrste iz rodova Erysipelothrix i Listeria.

Grupa 20 Burgeyeve determinante. Gram-pozitivni štapići nepravilnog oblika koji formiraju spore. Grupa uključuje patogene i oportunističke vrste iz rodova Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus itd.

Grupa 21 Burgeyeve determinante. Mycobacteria. Uključuje jedini rod Mycobacterium, koji kombinuje patogene i oportunističke vrste.

Grupe 22-29. Actinomycetes. Među brojnim vrstama, samo nokardioformni aktinomiceti (Grupa 22) iz rodova Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi i Terrabacter mogu izazvati lezije kod ljudi.

Grupa 30 Burgeyeve determinante. mikoplazme. Vrste uključene u rod Acholeplasma, Mycoplasma i Ureaplasma su patogene za ljude.

Preostale grupe Bergeyeve determinante - metanogene bakterije (31), sulfat-reducirajuće bakterije (32 ekstremno halofilne aerobne arhebakterije (33), arhebakterije lišene ćelijskog zida (34), ekstremni termofili i hipertermofili, koji ne metaboliziraju sumpor (35) sadrže vrste patogene za ljude.

Ljudi pokušavaju pronaći nove načine da se zaštite od njihovog štetnog utjecaja. Ali postoje i korisni mikroorganizmi: doprinose sazrijevanju kreme, stvaranju nitrata za biljke, razgradnji mrtvog tkiva itd. Mikroorganizmi žive u vodi, zemljištu, zraku, na tijelu živih organizama i unutar njih.

Oblici bakterija

Postoje 4 glavna oblika bakterija, i to:

1. Mikrokoki - nalaze se odvojeno ili u nepravilnim nakupinama. Obično su nepokretni.
2. Diplokoki su raspoređeni u parove, u tijelu mogu biti okruženi kapsulom.
3. Streptokoki se javljaju u lancima.
4. Sarcini formiraju nakupine ćelija koje su u obliku paketa.
5. Staphylococci. Kao rezultat procesa podjele, oni se ne razilaze, već formiraju klastere (klastere).

Tipovi u obliku štapa (bacili) razlikuju se po veličini, relativnom položaju i obliku:

Bakterija ima složenu strukturu:

• Zidćelije štite jednoćelijski organizam od spoljašnjih uticaja, daju određeni oblik, obezbeđuju ishranu i čuvaju njegov unutrašnji sadržaj.
• citoplazmatska membrana sadrži enzime, učestvuje u procesu reprodukcije, biosintezi komponenti.
• Citoplazma služi za obavljanje vitalnih funkcija. Kod mnogih vrsta, citoplazma sadrži DNK, ribozome, različite granule i koloidnu fazu.
• Nukleoid- Ovo je nuklearna regija nepravilnog oblika u kojoj se nalazi DNK.
• Kapsula je površinska struktura koja čini školjku izdržljivijom, štiti od oštećenja i isušivanja. Ova mukozna struktura ima debljinu veću od 0,2 µm. Sa manjom debljinom, tzv mikrokapsula. Ponekad je oko školjke sluz, koji nema jasne granice i rastvorljiv je u vodi.
• flagella nazivaju se površinske strukture koje služe za kretanje ćelija u tečnom mediju ili na čvrstoj površini.
• pijenje- nitaste formacije, mnogo tanje i manje od flagela. Različitih su tipova, razlikuju se po namjeni, strukturi. Pili su potrebni za pričvršćivanje tijela na zahvaćenu ćeliju.
• kontroverza. Sporulacija nastaje kada nastupe nepovoljni uslovi, služe prilagođavanju vrste ili njenom očuvanju.

Vrste bakterija

Nudimo da razmotrimo glavne vrste bakterija:

vitalna aktivnost

Hranjive tvari ulaze u ćeliju cijelom njenom površinom. Mikroorganizmi su postali široko rasprostranjeni zbog postojanja različitih vrsta hrane u njima. Za život su im potrebni različiti elementi: ugljik, fosfor, dušik itd. Regulacija unosa nutrijenata vrši se pomoću membrane.

Vrsta ishrane određena je načinom asimilacije ugljika i dušika i vrstom izvora energije. Neki od njih te elemente mogu dobiti iz zraka, koristiti sunčevu energiju, dok su drugima za postojanje potrebne tvari organskog porijekla. Svima su potrebni vitamini, aminokiseline koje mogu imati ulogu katalizatora reakcija koje se odvijaju u njihovom tijelu. Uklanjanje tvari iz ćelije nastaje zbog procesa difuzije.

U mnogim vrstama mikroorganizama kisik igra važnu ulogu u metabolizmu i disanju. Kao rezultat disanja, oslobađa se energija koju koriste za stvaranje organskih spojeva. Ali postoje bakterije za koje je kiseonik smrtonosan.

Reprodukcija se odvija diobom ćelije na dva dijela. Nakon što dostigne određenu veličinu, počinje proces odvajanja. Ćelija se izdužuje i u njoj se formira poprečni septum. Nastali dijelovi se razilaze, ali neke vrste ostaju povezane i formiraju klastere. Svaki od novonastalih dijelova hrani se i raste kao samostalan organizam. Kada uđe u povoljno okruženje, proces reprodukcije se odvija velikom brzinom.

Mikroorganizmi su u stanju da razgrađuju složene supstance u jednostavne, koje potom biljke mogu ponovo koristiti. Stoga su bakterije neophodne u kruženju tvari, bez njih bi mnogi važni procesi na Zemlji bili nemogući.

Znaš li?

Zaključak: Ne zaboravite da operete ruke kad god dođete kući nakon što ste napolju. Operite ruke sapunom kada idete na toalet. Jednostavno pravilo, ali kako je važno! Održavajte čistoću i bakterije vam neće smetati!

Da bismo konsolidirali materijal, nudimo vam da prođete kroz naše uzbudljive zadatke. Sretno!

Zadatak broj 1

Pogledaj pažljivo sliku i reci mi koja je od ovih ćelija bakterijska? Pokušajte imenovati preostale ćelije bez gledanja u tragove:

Bakterije su prokarioti, jednoćelijski organizmi koji nemaju jezgro. Podijeljeni su u dva carstva: Bakterije i Arhebakterije. Među potonjima nema uzročnika zaraznih bolesti. Do danas se klasifikacija bakterija temelji na principima genetske komunikacije.

Nadkraljevstvo bakterija formirano je od sljedećih organizama:

• tankih zidova (gram-negativni);
• debelih zidova (gram-pozitivan);
• bez ćelijskih zidova (mikoplazme).

Unutar nadkraljevstva, mikroorganizmi su klasifikovani u šest taksonomskih grupa:

• Klasa.
• Red.
• Porodica.

Glavna grupa su vrste. Predstavlja se kao skup jedinki iste geneze i genotipa, povezanih sličnim osobinama i različitih od drugih vrsta.

Ime vrste je određeno binarnom nomenklaturom (odnosno, ime je formirano od dvije riječi). Uzročnik sifilisa, na primjer, označen je kao Treponema pallidum. Prvi dio imena označava rod, označava se velikim slovom. Drugi označava vrstu, piše se malim slovom. Ako se vrsta spominje drugi put, naziv roda označava se početnim slovom (T. padillum).

Najčešćim se smatra fenotipsko grupiranje uključeno u deveto izdanje Burgeyjevog ključa. Njegovi principi se zasnivaju na strukturi ćelijskih zidova.

Burgeyeva determinanta takođe klasifikuje bakterije po Gramu. Gramova tehnika je istraživačka metoda u kojoj bojenje omogućava razlikovanje organizama prema biohemijskim svojstvima njihovih ćelijskih zidova. Metodu je 1884. godine razvio danski ljekar Gram.

Najveće grupe bakterija u Burgeyjevoj klasifikaciji su:

• Gram negativan.
• Gram-pozitivna.
• mikoplazme.
• Archaea.

Opisi su predstavljeni u Burgeyjevom vodiču po grupama, uključujući porodice, rodove i vrste. Ponekad su časovi i nalozi uključeni u grupu. Burgeyjev ključ razlikuje 30 grupa koje uključuju patogene organizme, preostalih 5 grupa prema Burgeyu ne sadrže patogene vrste.

Posljednjih godina sve je popularnija filogenetska klasifikacija, koja se zasniva na principima molekularne biologije. Šezdesetih godina prošlog stoljeća otkrivena je jedna od prvih metoda za određivanje porodičnih veza po sličnosti genoma - metoda za poređenje koncentracije gvanina (elementa nukleinske kiseline) i citozina (komponente DNK) u makromolekulu DNK. Identični pokazatelji njihove koncentracije ne ukazuju na evolucijsku sličnost mikroorganizama, ali razlika od 10% ukazuje da bakterije pripadaju različitim rodovima.

Sedamdesetih godina prošlog veka razvijena je još jedna tehnika koja je radikalno promenila teoriju mikrobiologije - procena sekvence gena u 16s rRNA. Koristeći ovu metodu, postalo je moguće identificirati nekoliko filogenetskih grupa mikroorganizama i analizirati njihov odnos.

Klasifikacija na nivou vrste se vrši tehnikom DNK-DNK hibridizacije. Proučavanje temeljno proučavanih vrsta pokazuje da 70% stepena hibridizacije opisuje jednu vrstu, od 10% do 60% - jedan rod, manje od 10% - različite rodove.

Filogenetska klasifikacija djelimično kopira fenotipsku. Tako su, na primjer, gram-negativni uključeni u oba. Istovremeno, sistem gram-negativnih organizama je gotovo potpuno izmijenjen. Arhebakterije su definisane kao samostalna taksona najvišeg nivoa, neke taksonomske grupe su preraspodijeljene, mikroorganizmi različite ekološke namjene su svrstani u jednu kategoriju.

Oblici bakterija

Bakterije se mogu klasificirati na osnovu njihove morfologije. Jedna od glavnih morfoloških karakteristika je oblik.

Postoji nekoliko varijanti:

• Kuglasti (koke, diplokoke, sarcine, streptokoke, stafilokoke).
• Štapićastog oblika (bacili, diplobacili, streptobacili, kokobakterije).
• Okićen (vibrio, spirila).
• Spirolikog oblika (spirohete su tanki, izduženi, vijugavi mikroorganizmi sa mnogo uvojaka).
• Filamentous.

Na slici su prikazani njihovi oblici:

• 1 - mikrokoki;
• 2 - streptokoki;
• 3 - sarcini;
• 4 - štapići bez spora;
• 5 - štapići spora (bacili);
• 6 - vibrio;
• 7 - spirohete;
• 8 - flagelirana spirila;
• 9 - stafilokoki.

Sferne bakterije imaju sferni oblik, postoje i ovalni i organizmi u obliku graha.

Lokacija koka:

• Odvojeno - mikrokoki.
• Uparen sa diplokokama.
• U lancima - streptokoki.
• U obliku vinove loze - stafilokoka.
• U "paketima" - sarcini.

Najčešće su bakterije u obliku štapa. Štapići se sakupljaju pojedinačno, u parovima (diplobakterije) ili u lancima (streptobakterije). Brojni organizmi u obliku štapa mogu formirati spore u teškim uslovima. Bacili su štapići spora. Bacili u obliku vretena nazivaju se klostridije.

Kitnjasti mikroorganizmi imaju oblik zareza (vibrio), tankog vijugavog štapića (spiroheta), a mogu imati i nekoliko uvojaka (spirila).

Arhebakterije nemaju peptidoglikan (komponentu koja obavlja mehaničku funkciju) u svojim ćelijskim zidovima. Imaju specifične ribozome i ribozomalnu RNK (ribonukleinsku kiselinu).

Morfologija gram-negativnih organizama tankih stijenki:

• Sferni oblik (gonokok, meningokok, vejonela).
• Okićen (spirohete, spirila).
• U obliku štapa (rikecije).

Među gram-pozitivnim mikroorganizmima debelih stijenki nalaze se:

• Kuglasti (stafilokoki, pneumokoki, streptokoki).
• U obliku štapa.
• Razgranati, nitasti organizmi (aktinomiceti).
• Organizmi u obliku štapa (korinebakterije).
• Mycobacteria.
• Bifidobakterije.

Lokacija i broj flagela

Morfologija uključuje takav parametar kao što su lokacija i broj flagela. Prema ovom parametru postoje:

• Monotrichous (jedan flagelum na polu njihove ćelije).
• Lophotrichous (snop flagela na polu njihove ćelije).
• Amfitrih (dva snopa flagela na polovima).
• Peritrichous (veliki broj flagela u čitavoj bakteriji).

Prisustvo flagela je karakteristično za crijevne mikrobe, vibrio kolere, spirile, agense koji stvaraju alkale.

Boje ćelijskih zidova

Boja bakterija određena je koncentracijom peptidoglikana. Organizmi koji se odlikuju visokim sadržajem peptidoglikana u ćelijskim zidovima (oko 90%) imaju plavo-ljubičastu boju po Gramu. Ovo su Gram-pozitivne bakterije.

Sve ostale bakterije, koje imaju od 5 do 20% peptidoglikana u ljusci, poprimaju ružičastu boju. Među njima su i gram-negativne bakterije. Stepen debljine peptidoglikana kod gram-pozitivnih organizama je nekoliko puta veći nego kod gram-negativnih.

Stanični zidovi Gram-pozitivnih organizama također uključuju polisaharide, teihoične kiseline i proteine. Gram-negativne bakterije prekrivene su vanjskom membranom koja se sastoji od lipopolisaharida i bazalnih proteina.

Bojenje po Gramu vam omogućava da klasifikujete prokariote u potkategorije. Mikroorganizmi debelih zidova iz odjela Gracilicutes, protoplasti i sferoplasti sa defektnim ćelijskim zidom obojeni su gram-negativnim. Bakterije debelog zida tipa Firmicute boje Gram-pozitivne.

Klasifikacija prema tipu disanja

Prema vrsti disanja razlikuju se:

• aerobni;
• anaerobni organizmi.

Bakterijske ćelije su sposobne za disanje, odnosno oksidiraju organske spojeve kisikom, što rezultira stvaranjem ugljičnog dioksida, vode i energije. Ovi organizmi se smatraju aerobnim jer im je potreban kiseonik. Žive na površini vode i kopna, u zraku.

Mnogi mikroorganizmi postoje bez kiseonika, odnosno bez disanja. To uključuje bakterije uključene u proces razgradnje tvari tokom humusa. Takvi organizmi su anaerobni. Disanje zamjenjuje fermentaciju - razgradnju organskih spojeva bez kisika uz proizvodnju energije. Tokom fermentacije alkohola nastaje energija od 114 kJ (ili 27 kilokalorija), a kao rezultat mliječne kiseline energija je 94 kJ (ili 18 kilokalorija). Bakterije udišu u svoje lizozome.

Način hranjenja

Klasifikacija bakterija po vrstama ishrane:

• autotrofi;
• heterotrofi.

Prvi žive u zraku i koriste anorganske tvari za proizvodnju organskih. Autotrofi koriste sunčevu energiju (cijanobakterije) ili energiju neorganskih jedinjenja (bakterije sumpora, bakterije gvožđa).

Klasifikacija enzima

Enzimi igraju važnu ulogu u metaboličkim procesima ćelije. Podijeljeni su u šest grupa:

• Oksireduktaze.
• Transferaze.
• Hidrolaze.
• Ligaze.
• Liase.
• Izomeraze.

Proizvedeni enzimi se nalaze unutar ćelije (endoenzimi) ili se izlučuju van (egzoenzimi). Drugi tip enzima je uključen u ulazak ugljika i energije u ćeliju. Većina enzima iz grupe hidrolaza klasifikovani su kao egzoenzimi. Određeni broj enzima (kolagenaza itd.) spada u enzime agresije. Pojedinačni enzimi se nalaze u ćelijskim zidovima. Obavljaju transportnu funkciju, odnosno prenose tvari u ćeliju.

Bakterije su nenuklearni jednoćelijski mikroorganizmi koji se klasifikuju prema mnogim parametrima (načini disanja i ishrane, struktura ćelijskog zida, oblik itd.). Do danas, nauka poznaje više od 10.000 vrsta bakterija, ali pretpostavlja se da njihov broj dostiže milion.

Koncept mikroorganizama

Mikroorganizmi su organizmi nevidljivi golim okom zbog svoje male veličine.

Kriterijum veličine je jedini koji ih ujedinjuje.

Inače, svijet mikroorganizama je još raznovrsniji od svijeta makroorganizama.

Prema savremenoj taksonomiji, mikroorganizmi na 3 carstva:

• Vira - virusi;
• Eucariotae - protozoe i gljive;
• Procariotae - prave bakterije, rikecije, klamidija, mikoplazme, spirohete, aktinomicete.

Kao i za biljke i životinje, koristi se naziv mikroorganizama binarna nomenklatura, tj. generičko i specifično ime.

Ako istraživači ne mogu utvrditi pripadnost vrsti, a utvrđuje se samo pripadnost rodu, onda se koristi termin vrsta. Najčešće se to događa kada se identifikuju mikroorganizmi koji imaju netradicionalne prehrambene potrebe ili uslove života. Ime roda obično se zasniva ili na morfološkoj osobini odgovarajućeg mikroorganizma (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium), ili je izvedeno od imena autora koji je otkrio ili proučavao ovaj patogen (Neisseria, Shig-ella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

specifično imečesto se povezuje s nazivom glavne bolesti uzrokovane ovim mikroorganizmom (Vibrio cholerae - kolera, Shigella dysenteriae - dizenterija, Mycobacterium tuberculosis - tuberkuloza) ili sa glavnim staništem (Escherihia coli - Escherichia coli).

Osim toga, u medicinskoj literaturi na ruskom jeziku moguće je koristiti odgovarajući rusificirani naziv bakterija (umjesto Staphylococcus epidermidis - epidermalni stafilokok; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus, itd.).

Kraljevstvo prokariota

uključuje odjel za cijanobakterije i odjel za eubakterije, koji zauzvrat, podijeljeno nanarudžbe:

• zapravo bakterije (odjeli Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• aktinomicete;
• spirohete;
• rikecije;
• klamidija.

Narudžbe su podijeljene u grupe.

prokarioti razlikovati od eukariota jer Dont Have:

• morfološki formirana jezgra (nema nuklearne membrane i nema nukleola), njen ekvivalent je nukleoid, odnosno genofor, koji je zatvorena kružna dvolančana molekula DNK vezana u jednoj tački za citoplazmatsku membranu; po analogiji sa eukariotima, ovaj molekul se naziva hromozomska bakterija;
• Golgijev mrežni aparat;
• endoplazmatski retikulum;
• mitohondrije.

Postoji također niz znakova ili organela, karakteristično za mnoge, ali ne sve prokariote, koji dozvoljavaju razlikovati ih od eukariota:

• brojne invaginacije citoplazmatske membrane, koje se nazivaju mezozomi, povezani su s nukleoidom i uključeni su u diobu stanice, sporulaciju i disanje bakterijske stanice;
• specifična komponenta ćelijskog zida je murein, po hemijskoj strukturi je peptidoglikan (diaminopiemična kiselina);
• Plazmidi su autonomno replicirajući prstenaste molekule dvolančane DNK s molekulskom težinom manjom od bakterijskog hromozoma. Oni se nalaze zajedno sa nukleoidom u citoplazmi, iako se mogu integrisati u nju, i nose nasljedne informacije koje nisu vitalne za mikrobnu ćeliju, ali joj pružaju određene selektivne prednosti u okolini.

Najpoznatiji:

F-plazmidi koji obezbjeđuju prijenos konjugacije

između bakterija;

R-plazmidi su plazmidi otpornosti na lijekove koji kruže među genima bakterija koji određuju otpornost na kemoterapeutske agense koji se koriste za liječenje različitih bolesti.

bakterije

Prokariotski, pretežno jednoćelijski mikroorganizmi koji također mogu formirati asocijacije (grupe) sličnih stanica koje karakteriziraju ćelijske, ali ne i organizmene sličnosti.

Osnovni taksonomski kriterijumi,omogućavajući pripisivanje bakterijskih sojeva jednoj ili drugoj grupi:

• morfologija mikrobnih ćelija (koke, štapići, uvijeni);
• odnos prema Gramu - tinktorijalna svojstva (gram-pozitivna i gram-negativna);
• vrsta biološke oksidacije - aerobi, fakultativni anaerobi, obvezni anaerobi;
• sposobnost sporenja.

Dalja diferencijacija grupa na porodice, rodove i vrste, koje su glavna taksonomska kategorija, vrši se na osnovu proučavanja biohemijskih svojstava. Ovaj princip je osnova za klasifikaciju bakterija datu u posebnim smjernicama - determinante bakterija.

Pogled je evolucijski uspostavljen skup jedinki sa jednim genotipom, koji se u standardnim uslovima manifestuje sličnim morfološkim, fiziološkim, biohemijskim karakteristikama.

Za patogene bakterije, definicija "vrste" dopunjena je sposobnošću izazivanja određenih nozoloških oblika bolesti.

Postoji intraspecifična diferencijacija bakterijanaopcije:

• prema biološkim svojstvima - biovari ili biotipovi;
• biohemijska aktivnost - fermentori;
• antigena struktura - serovari ili serotzhy;
• osjetljivost na bakteriofage - fagovari ili tipovi faga;
• otpornost na antibiotike - proizvodi otporni.

U mikrobiologiji se široko koriste posebni termini - kultura, soj, klon.

kulture je skup bakterija vidljivih oku na hranjivim podlogama.

Kulture mogu biti čiste (skup bakterija jedne vrste) i mješovite (skup bakterija od 2 ili više vrsta).

Procijedite je skup bakterija iste vrste izoliranih iz različitih izvora ili iz istog izvora u različito vrijeme.

Sojevi se mogu razlikovati po nekim karakteristikama koje ne prelaze karakteristike vrste. Klon- zbirka bakterija koje su potomci jedne ćelije.