Sniedziet baktēriju jēdzienu un to klasifikāciju. Baktērijas - vispārīga īpašība. Baktēriju klasifikācija, struktūra, uzturs un loma dabā. Cilvēka ķermeņa mikroflora

Mikrobioloģija pēta mazāko organismu, ko sauc par mikrobiem jeb mikroorganismiem, uzbūvi, dzīvības aktivitāti, dzīves apstākļus un attīstību.

"Neredzami viņi pastāvīgi pavada cilvēku, ielaužoties viņa dzīvē vai nu kā draugi, vai kā ienaidnieki," sacīja akadēmiķis V. L. Omeļjanskis. Patiešām, mikrobi ir visur: gaisā, ūdenī un augsnē, cilvēka ķermenī un dzīvniekos. Tie var būt noderīgi un tiek izmantoti daudzu pārtikas produktu ražošanā. Tie var būt kaitīgi, izraisīt cilvēku saslimšanas, sabojāt pārtiku utt.

Mikrobus atklāja holandietis A. Lēvenhuks (1632-1723) 17. gadsimta beigās, kad viņš izgatavoja pirmās lēcas, kas palielināja 200 vai vairāk reižu. Mikrokosmoss, ko viņš ieraudzīja, viņu pārsteidza; Lēvenhuks aprakstīja un ieskicēja mikroorganismus, ko viņš bija atradis uz dažādiem objektiem. Viņš lika pamatus jaunās zinātnes aprakstošajam raksturam. Luija Pastēra (1822-1895) atklājumi pierādīja, ka mikroorganismi atšķiras ne tikai pēc formas un struktūras, bet arī pēc to vitālās aktivitātes. Pasteur atklāja, ka raugi izraisa alkoholisko fermentāciju, un daži mikrobi spēj izraisīt lipīgas slimības cilvēkiem un dzīvniekiem. Pasters iegāja vēsturē kā vakcinācijas pret trakumsērgu un Sibīrijas mēri metodes izgudrotājs. R. Koha (1843-1910) ieguldījums mikrobioloģijā ir pasaulslavens - viņš atklāja tuberkulozes un holēras izraisītājus, I. I. Mečņikovs (1845-1916) - izstrādāja imunitātes fagocitāro teoriju, virusoloģijas pamatlicējs D. I. Ivanovskis (1864). -1920), N F. Gamaleja (1859-1940) un daudzi citi zinātnieki.

Mikroorganismu klasifikācija un morfoloģija

Mikrobi– Tie ir mazākie, pārsvarā vienšūnu dzīvie organismi, kas redzami tikai caur mikroskopu. Mikroorganismu izmērus mēra mikrometros - mikronos (1/1000 mm) un nanometros - nm (1/1000 mikroni).

Mikrobiem ir raksturīga milzīga sugu daudzveidība, kas atšķiras pēc struktūras, īpašībām un spējas pastāvēt dažādos vides apstākļos. Tās var būt vienšūnu, daudzšūnu un ne-šūnu.

Mikrobus iedala baktērijās, vīrusos un fāgos, sēnēs, raugos. Atsevišķi ir baktēriju šķirnes - riketsijas, mikoplazmas, īpašu grupu veido vienšūņi (vienšūņi).

baktērijas

baktērijas- pārsvarā vienšūnu mikroorganismi, kuru izmērs svārstās no mikrometra desmitdaļām, piemēram, mikoplazmas, līdz vairākiem mikrometriem, un spirohetās - līdz 500 mikroniem.

Izšķir trīs galvenās baktēriju formas - sfēriskas (koki), nūjiņas (baciļi u.c.), vītņotās (vibrio, spirohetas, spirilla) (1. att.).

Globulāras baktērijas (koki) parasti ir sfēriskas, bet var būt nedaudz ovālas vai pupiņas formas. Cocci var atrasties atsevišķi (mikrokoki); pa pāriem (diplokoki); ķēžu (streptokoku) vai vīnogu ķekaru (stafilokoku) veidā, iepakojumā (sarcinas). Streptokoki var izraisīt tonsilītu un erysipelas, stafilokoki - dažādus iekaisuma un strutojošus procesus.

Rīsi. 1. Baktēriju formas: 1 - mikrokoki; 2 - streptokoki; 3 - sardīnes; 4 - nūjas bez sporām; 5 - kociņi ar sporām (baciļi); 6 - vibrios; 7- spirohetas; 8 - spirilla (ar flagellas); stafilokoki

stieņa formas baktērijas visbiežāk. Stieņi var būt atsevišķi, savienoti pa pāriem (diplobaktērijas) vai ķēdēs (streptobaktērijas). Pie nūjiņveidīgajām baktērijām pieder Escherichia coli, salmonelozes, dizentērijas, vēdertīfa, tuberkulozes u.c. patogēni. Dažām stieņveida baktērijām ir iespēja veidoties nelabvēlīgos apstākļos. strīdi. Sporas veidojošos stieņus sauc baciļi. Tiek saukti vārpstveida baciļi klostridijas.

Sporulācija ir sarežģīts process. Sporas būtiski atšķiras no parastās baktēriju šūnas. Viņiem ir blīvs apvalks un ļoti mazs ūdens daudzums, tiem nav vajadzīgas barības vielas, un vairošanās pilnībā apstājas. Sporas ilgstoši spēj izturēt izžūšanu, augstu un zemu temperatūru un dzīvotspējīgā stāvoklī var atrasties desmitiem un simtiem gadu (sibīrijas mēra, botulisma, stingumkrampju u.c. sporas). Nonākušas labvēlīgā vidē, sporas izdīgst, tas ir, pārvēršas ierastajā veģetatīvās pavairošanas formā.

Sarežģītas baktērijas var būt komata formā - vibrios, ar vairākām cirtām - spirilla, plānas savītas nūjas formā - spirohetas. Holēras izraisītājs ir vibrācijas, bet sifilisa izraisītājs ir spiroheta.

baktēriju šūna ir šūnu siena (čaula), bieži pārklāta ar gļotām. Bieži vien gļotas veido kapsulu. Šūnas membrāna atdala šūnas saturu (citoplazmu) no membrānas. Citoplazma ir caurspīdīga proteīna masa koloidālā stāvoklī. Citoplazmā ir ribosomas, kodola aparāts ar DNS molekulām un dažādi rezerves barības vielu ieslēgumi (glikogēns, tauki utt.).

Mikoplazmas- baktērijas, kurām trūkst šūnu sienas, kuru attīstībai nepieciešami augšanas faktori, kas atrodas raugā.

Dažas baktērijas var pārvietoties. Kustība tiek veikta ar flagella palīdzību - dažāda garuma plāniem pavedieniem, kas veic rotācijas kustības. Flagellas var būt viena gara pavediena formā vai kūlīša veidā, tās var atrasties pa visu baktērijas virsmu. Flagella atrodas daudzās stieņveida baktērijās un gandrīz visās izliektajās baktērijās. Sfēriskām baktērijām, kā likums, nav flagellas, tās ir nekustīgas.

Baktērijas vairojas, sadaloties divās daļās. Sadalīšanās ātrums var būt ļoti augsts (ik pēc 15-20 minūtēm), savukārt baktēriju skaits strauji palielinās. Šī straujā sadalīšanās ir novērojama pārtikā un citos ar uzturvielām bagātos substrātos.

Vīrusi

Vīrusi- īpaša mikroorganismu grupa, kurai nav šūnu struktūras. Vīrusus mēra nanometros (8-150 nm), tāpēc tos var redzēt tikai ar elektronu mikroskopu. Daži vīrusi sastāv tikai no olbaltumvielām un vienas no nukleīnskābēm (DNS vai RNS).

Vīrusi izraisa tādas cilvēkiem izplatītas slimības kā gripa, vīrusu hepatīts, masalas, kā arī dzīvnieku slimības – mutes un nagu sērga, dzīvnieku mēris un daudzas citas.

Baktēriju vīrusus sauc bakteriofāgi, sēnīšu vīrusi mikofāgi uc Bakteriofāgi ir atrodami visur, kur ir mikroorganismi. Fāgi izraisa mikrobu šūnu nāvi, un tos var izmantot dažu infekcijas slimību ārstēšanai un profilaksei.

Sēnes ir īpaši augu organismi, kuriem nav hlorofila un kuri nesintezē organiskās vielas, bet ir nepieciešamas gatavas organiskās vielas. Tāpēc sēnītes attīstās uz dažādiem substrātiem, kas satur barības vielas. Dažas sēnes var izraisīt augu slimības (vēzi un kartupeļu vēlīnās puves utt.), kukaiņus, dzīvniekus un cilvēkus.

Sēnīšu šūnas atšķiras no baktēriju šūnām kodolu un vakuolu klātbūtnē un ir līdzīgas augu šūnām. Visbiežāk tie ir garu un sazarotu vai savītu pavedienu veidā - hifas. No hifām tas veidojas micēlijs, vai sēne. Micēlijs var sastāvēt no šūnām ar vienu vai vairākiem kodoliem vai būt bezšūnu, kas pārstāv vienu milzīgu daudzkodolu šūnu. Augļu ķermeņi attīstās uz micēlija. Dažu sēņu ķermenis var sastāvēt no atsevišķām šūnām, neveidojot micēliju (raugs utt.).

Sēnes var vairoties dažādos veidos, arī veģetatīvi, dalot hifus. Lielākā daļa sēņu vairojas aseksuāli un seksuāli, veidojot īpašas reproduktīvās šūnas - strīds. Sporas, kā likums, spēj ilgstoši pastāvēt ārējā vidē. Nobriedušas sporas var transportēt lielos attālumos. Nokļūstot barības vielu vidē, sporas ātri attīstās hifās.

Pelējuma sēnes pārstāv plašu sēņu grupu (2. att.). Dabā plaši izplatītas, tās var augt uz pārtikas produktiem, veidojot labi pamanāmas dažādu krāsu plāksnes. Pārtikas bojāšanos bieži izraisa gļotādas sēnītes, kas veido pūkainu baltu vai pelēku masu. Gļotādas sēne rhizopus izraisa dārzeņu un ogu “mīksto puvi”, un botrytis sēne pārklāj un mīkstina ābolus, bumbierus un ogas. Veidošanas produktu izraisītāji var būt Peniiillium ģints sēnes.

Atsevišķu veidu sēnītes var ne tikai izraisīt pārtikas bojāšanos, bet arī radīt cilvēkam toksiskas vielas – mikotoksīnus. Tie ietver dažus Aspergillus ģints, Fusarium ģints sēņu veidus utt.

Dažu sēņu veidu derīgās īpašības izmanto pārtikas un farmācijas rūpniecībā, kā arī citās nozarēs. Piemēram, peniiillium ģints sēnes izmanto antibiotikas penicilīna ražošanai un sieru ražošanā (Roquefort un Camembert), Aspergillus ģints sēnes izmanto citronskābes un daudzu fermentu preparātu ražošanā.

aktinomicīti- mikroorganismi, kuriem piemīt gan baktēriju, gan sēnīšu īpašības. Pēc struktūras un bioķīmiskajām īpašībām aktinomicīti ir līdzīgi baktērijām, un pēc vairošanās rakstura, spējas veidot hifus un micēliju tie ir līdzīgi sēnēm.

Rīsi. 2. Pelējuma sēņu veidi: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - mukor.

Raugs

Raugs- vienšūnu nekustīgi mikroorganismi, kuru izmērs nav lielāks par 10-15 mikroniem. Rauga šūnas forma biežāk ir apaļa vai ovāla, retāk stieņveida, sirpjveida vai līdzīga citronam. Rauga šūnas pēc uzbūves ir līdzīgas sēnēm, tām ir arī kodols un vakuoli. Rauga vairošanās notiek ar pumpuru veidošanos, dalīšanos vai sporām.

Raugi dabā ir plaši izplatīti, tie atrodas augsnē un augos, uz pārtikas produktiem un dažādiem cukuru saturošiem atkritumiem. Rauga veidošanās pārtikas produktos var izraisīt bojāšanos, izraisot fermentāciju vai ieskābšanu. Dažiem rauga veidiem ir iespēja pārvērst cukuru etilspirtā un oglekļa dioksīdā. Šo procesu sauc par alkoholisko fermentāciju, un to plaši izmanto pārtikas un vīna rūpniecībā.

Daži Candida rauga veidi izraisa cilvēku slimību, ko sauc par kandidozi.

Baktērijas ir šūnu struktūras prokariotiski mikroorganismi. To izmēri ir no 0,1 līdz 30 mikroniem. Mikrobi ir ārkārtīgi izplatīti. Viņi dzīvo augsnē, gaisā, ūdenī, sniegā un pat karstajos avotos, uz dzīvnieku ķermeņa, kā arī dzīvo organismu iekšpusē, tostarp cilvēka ķermenī.

Baktēriju sadalījums pa sugām balstās uz vairākiem kritērijiem, starp kuriem visbiežāk tiek ņemta vērā mikroorganismu forma un to telpiskā izplatība. Tātad, atkarībā no šūnu formas, baktērijas tiek sadalītas:

Coci - mikro-, diplo-, strepto-, stafilokoki, kā arī sarkīni;

Stieņa formas - monobaktērijas, diplobaktērijas un streptobaktērijas;

Vītņotās sugas - vibrios un spirohetas.

Beržeja determinants sistematizē visas zināmās baktērijas pēc to baktēriju identifikācijas principiem, kuras atradušas visplašāko izplatību praktiskajā bakterioloģijā, pamatojoties uz šūnu sienas struktūras atšķirībām un attiecībā pret Grama krāsojumu. Baktēriju apraksts dots pa grupām (sadalām), kas ietver dzimtas, ģintis un sugas; dažos gadījumos grupās ietilpst nodarbības un ordeņi. Cilvēkam patogēnās baktērijas ir iekļautas nelielā skaitā grupu.

Atslēga izšķir četras galvenās baktēriju kategorijas -

Gracillicutes [no lat. gracilis, graciozs, tievs, + cutis, āda] - suga ar plānu šūnu sieniņu, krāsota gramnegatīvs;

firmicutes [no lat. flrmus, stiprs, + cutis, āda] - baktērijas ar biezu šūnu sieniņu, krāsojums grampozitīvs;

Tenericutes [no lat. maigs, maigs, + cutis, āda] - baktērijām, kurām trūkst šūnu sienas(mikoplazmas un citi Mollicutes klases pārstāvji)

Mendosikūti [no lat. mendosus, neregulāras, + cutis, āda] - arhebaktērijas (metānu un sulfātu reducējošās, halofīlās, termofīlās un arhebaktērijas, bez šūnas sienas).

2. grupas Burgey noteicējs. Aerobās un mikroaerofīlās kustīgās vītņotas un izliektas gramnegatīvas baktērijas. Cilvēkam patogēnās sugas ir iekļautas Campylobacter, Helicobacters Spirillum dzimtās.

Beržeja noteicēja 3. grupa. Nekustīgas (retāk kustīgas) gramnegatīvas baktērijas. Nesatur patogēnas sugas.

Burgey noteicēja 4. grupa. Gramnegatīvi aerobās un mikroaerofīlās nūjiņas un koki. Cilvēkam patogēnās sugas iekļautas Legionellaceae, Neisseriaceae un Pseudomonada-ceae dzimtās, grupā ietilpst arī Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Franceisella, Kingella un Moraxella ģints patogēnās un oportūnistiskās baktērijas.

Beržeja noteicēja 5. grupa. Fakultatīvi anaerobie gramnegatīvi stieņi. Grupu veido trīs dzimtas - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae un Pasteurellaceae, no kurām katra ietver patogēnās sugas, kā arī Calymmobaterium, Cardiobacterium, Eikenetta, Gardnerella un Streptobacillus ģinšu patogēnās un oportūnistiskās baktērijas.

Beržeja noteicēja 6. grupa. Gramnegatīvas anaerobas taisnas, izliektas un spirālveida baktērijas. Patogēnās un oportūnistiskās sugas ir iekļautas Bacteroides, Fusobacterium, Porphoromonas un Prevotelta ģintīs.

Beržeja noteicēja 7. grupa. Baktērijas, kas veic sulfāta vai sēra disimilācijas reducēšanu Neietver patogēnās sugas.

Beržeja noteicēja 8. grupa. Anaerobie gramnegatīvi koki. Ietver Veillonella ģints oportūnistiskās baktērijas.

Beržeja noteicēja 9. grupa. Riketija un hlamīdijas. Trīs dzimtas - Rickettsiaceae, Bartonellaceae un Chlamydiaceae, no kurām katra satur cilvēkiem patogēnas sugas.

Burgey rokasgrāmatas 10. un 11. grupā ietilpst anoksi- un skābekļa fototrofiskās baktērijas, kas nav patogēnas cilvēkiem.

Burgey determinanta 12. grupa. Aerobās hemolitotrofās baktērijas un radniecīgi organismi. Tas apvieno sēru-dzelzi un mangānu oksidējošās un nitrificējošās baktērijas, kas nerada kaitējumu cilvēkiem.

Burgey rokasgrāmatas 13. un 14. grupā ietilpst pumpurīgās un/vai izaugušās baktērijas un apvalku veidojošās baktērijas. Pārstāv brīvi dzīvojošas sugas, kas nav patogēnas cilvēkiem;

Burgey's guide 15. un 16. grupa apvieno slīdošās baktērijas, kas neveido augļķermeņus un veido tos. Grupās nav iekļautas cilvēkiem patogēnas sugas.

Burgey noteicēja 17. grupa. Grampozitīvi koki. Ietver oportūnistiskās Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus, Streptococcus ģints sugas.

Burgey noteicēja 18. grupa. Sporas veidojoši grampozitīvi nūjiņas un koki. Ietver Clostridium un Bacillus ģints patogēnos, nosacīti patogēnos stieņus.

Burgey noteicēja 19. grupa. Sporas veidojošas regulāras formas grampozitīvas nūjiņas. Tostarp oportūnistiskās Erysipelothrix un Listeria ģints sugas.

Burgey noteicēja 20. grupa. Neregulāras formas sporas veidojoši grampozitīvi stieņi. Grupā ietilpst patogēnās un oportūnistiskās ģints Actinomyces, Corynebacterium Gardnerella, Mobiluncus u.c.

Burgey noteicēja 21. grupa. Mikobaktērijas. Ietver vienīgo Mycobacterium ģints, kas apvieno patogēnās un oportūnistiskās sugas.

Grupas 22-29. Aktinomicīti. No daudzām sugām tikai Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovi un Terrabacter ģints nekardioformie aktinomicīti (22. grupa) spēj izraisīt bojājumus cilvēkiem.

Burgey determinanta 30. grupa. Mikoplazmas. Acholeplasma, Mycoplasma un Ureaplasma ģints iekļautās sugas ir patogēnas cilvēkiem.

Pārējās Beržeja noteicēju grupas - metanogēnās baktērijas (31), sulfātus reducējošās baktērijas (32 ārkārtīgi halofīlas aerobās arhebaktērijas (33), arhebaktērijas bez šūnu sieniņas (34), ekstrēmi termofīlās un hipertermofīlās, sēru metabolizējošās baktērijas (35) - nav. satur cilvēkiem patogēnas sugas.

Cilvēki cenšas atrast jaunus veidus, kā pasargāt sevi no viņu kaitīgās ietekmes. Bet ir arī noderīgi mikroorganismi: tie veicina krējuma nogatavināšanu, nitrātu veidošanos augiem, atmirušo audu sadalīšanos utt. Mikroorganismi dzīvo ūdenī, augsnē, gaisā, uz dzīvo organismu ķermeņa un to iekšienē.

Baktēriju formas

Ir 4 galvenās baktēriju formas, proti:

1. Mikrokoki - atrodas atsevišķi vai neregulārās kopās. Tie parasti ir nekustīgi.
2. Diplokoki ir sakārtoti pa pāriem, ķermenī tos var ieskauj kapsula.
3. Streptokoki rodas ķēdēs.
4. Sarcīni veido šūnu kopas, kas ir veidotas kā paketes.
5. Stafilokoki. Sadalīšanās procesa rezultātā tie nešķiras, bet veido kopas (klasteri).

Stieņa formas tipus (baciļus) izšķir pēc izmēra, relatīvā stāvokļa un formas:

Baktērijai ir sarežģīta struktūra:

• Sienašūnas aizsargā vienšūnu organismu no ārējām ietekmēm, piešķir noteiktu formu, nodrošina uzturu un saglabā tā iekšējo saturu.
• citoplazmas membrāna satur fermentus, piedalās vairošanās procesā, komponentu biosintēzē.
• Citoplazma kalpo dzīvībai svarīgu funkciju veikšanai. Daudzām sugām citoplazmā ir DNS, ribosomas, dažādas granulas un koloidālā fāze.
• Nukleoīds- Šis ir neregulāras formas kodola reģions, kurā atrodas DNS.
• Kapsula ir virsmas struktūra, kas padara apvalku izturīgāku, aizsargā pret bojājumiem un izžūšanu. Šīs gļotādas struktūras biezums ir lielāks par 0,2 µm. Ar mazāku biezumu to sauc mikrokapsula. Dažreiz ap čaumalu ir gļotas, kam nav skaidru robežu un kas šķīst ūdenī.
• flagellas sauc par virsmas struktūrām, kas kalpo šūnu pārvietošanai šķidrā vidē vai uz cietas virsmas.
• dzeršana- pavedienveida veidojumi, daudz plānāki un mazāki par flagellas. Tie ir dažāda veida, atšķiras pēc mērķa, struktūras. Pili ir nepieciešami, lai ķermeni piestiprinātu skartajai šūnai.
• strīds. Sporulācija notiek, kad rodas nelabvēlīgi apstākļi, kas kalpo sugas pielāgošanai vai tās saglabāšanai.

Baktēriju veidi

Mēs piedāvājam apsvērt galvenos baktēriju veidus:

vitalitāte

Uzturvielas iekļūst šūnā caur visu tās virsmu. Mikroorganismi ir kļuvuši plaši izplatīti, jo tajos ir dažādi pārtikas veidi. Dzīvei tiem nepieciešami dažādi elementi: ogleklis, fosfors, slāpeklis utt. Barības vielu uzņemšanas regulēšana tiek veikta, izmantojot membrānu.

Uztura veidu nosaka tas, kā notiek oglekļa un slāpekļa asimilācija, un enerģijas avota veids. Daži no tiem var iegūt šos elementus no gaisa, izmantot saules enerģiju, savukārt citiem, lai pastāvētu, ir nepieciešamas organiskas izcelsmes vielas. Viņiem visiem ir nepieciešami vitamīni, aminoskābes, kas var būt viņu organismā notiekošo reakciju katalizatori. Vielu izvadīšana no šūnas notiek difūzijas procesa dēļ.

Daudzos mikroorganismu veidos skābeklim ir svarīga loma vielmaiņā un elpošanā. Elpošanas rezultātā izdalās enerģija, ko viņi izmanto organisko savienojumu veidošanai. Bet ir baktērijas, kurām skābeklis ir nāvējošs.

Reprodukcija notiek, šūnu daloties divās daļās. Kad tas sasniedz noteiktu izmēru, sākas atdalīšanas process. Šūna pagarinās un tajā veidojas šķērseniskā starpsiena. Iegūtās daļas atšķiras, bet dažas sugas paliek saistītas un veido kopas. Katra no jaunizveidotajām daļām barojas un aug kā patstāvīgs organisms. Kad tas nonāk labvēlīgā vidē, reprodukcijas process notiek lielā ātrumā.

Mikroorganismi spēj sadalīt sarežģītas vielas vienkāršās, kuras pēc tam var atkārtoti izmantot augi. Tāpēc baktērijas ir neaizstājamas vielu apritē, bez tām daudzi svarīgi procesi uz Zemes nebūtu iespējami.

Vai Tu zini?

Secinājums: neaizmirstiet nomazgāt rokas, kad atgriežaties mājās pēc tam, kad esat bijis ārā. Dodoties uz tualeti, nomazgājiet rokas ar ziepēm. Vienkāršs noteikums, bet cik svarīgs! Esiet tīrs, un baktērijas jūs netraucēs!

Lai apkopotu materiālu, mēs piedāvājam jums veikt mūsu aizraujošos uzdevumus. Veiksmi!

Uzdevums numurs 1

Uzmanīgi apskatiet attēlu un pastāstiet man, kura no šīm šūnām ir baktēriju? Mēģiniet nosaukt atlikušās šūnas, neapskatot pavedienus:

Baktērijas ir prokarioti, vienšūnas organismi, kuriem nav kodola. Tās ir sadalītas divās valstībās: Baktērijas un Arhebaktērijas. Starp pēdējiem nav infekcijas slimību patogēnu. Līdz šim baktēriju klasifikācija ir balstīta uz ģenētiskās komunikācijas principiem.

Baktēriju supervalsti veido šādi organismi:

• plānsienu (gramnegatīvs);
• biezu sienu (gram-pozitīvs);
• bez šūnu sieniņām (mikoplazmas).

Lielvalstī mikroorganismus iedala sešās taksonomiskajās grupās:

• Klase.
• Pasūtiet.
• Ģimene.

Galvenā grupa ir sugas. Tas tiek parādīts kā indivīdu kopums ar vienādu ģenēzi un genotipu, kas saistīti ar līdzīgām pazīmēm un atšķiras no citām sugām.

Sugas nosaukumu nosaka binārā nomenklatūra (tas ir, nosaukums veidojas no diviem vārdiem). Piemēram, sifilisa izraisītājs tiek apzīmēts kā Treponema pallidum. Nosaukuma pirmā daļa apzīmē ģints, to norāda ar lielo burtu. Otrais norāda sugu, tas ir rakstīts ar mazu burtu. Ja sugu piemin otrreiz, ģints nosaukumu norāda ar sākuma burtu (T. padillum).

Par visizplatītāko tiek uzskatīts fenotipiskais grupējums, kas iekļauts Burgey's Key devītajā izdevumā. Tās principi ir balstīti uz šūnu sienu struktūru.

Burgey determinants arī klasificē baktērijas pēc Grama traipa. Grama tehnika ir pētniecības metode, kurā krāsošana ļauj diferencēt organismus pēc to šūnu sieniņu bioķīmiskajām īpašībām. Šo metodi 1884. gadā izstrādāja dāņu ārsts Grams.

Lielākās baktēriju grupas Burgey klasifikācijā ir:

• Gramnegatīvs.
• Grampozitīvs.
• Mikoplazmas.
• Arheja.

Apraksti ir sniegti Burgey ceļvedī pa grupām, tostarp ģimenēm, ģintīm un sugām. Dažkārt nodarbības un ordeņi tiek iekļauti grupā. Burgey atslēga izšķir 30 grupas, kas ietver patogēnos organismus, pārējās 5 grupas saskaņā ar Burgey nesatur patogēnas sugas.

Pēdējos gados popularitāti guvusi filoģenētiskā klasifikācija, kuras pamatā ir molekulārās bioloģijas principi. Pagājušā gadsimta 60. gados tika atklāta viena no pirmajām metodēm ģimenes saišu noteikšanai pēc genoma līdzības - metode guanīna (nukleīnskābes elementa) un citozīna (DNS komponenta) koncentrācijas salīdzināšanai DNS makromolekulā. Identiski to koncentrācijas rādītāji neliecina par mikroorganismu evolucionāro līdzību, bet 10% atšķirība norāda uz baktēriju piederību dažādām ģintīm.

70. gados tika izstrādāta cita tehnika, kas radikāli mainīja mikrobioloģijas teoriju – gēnu secības novērtējums 16s rRNS. Izmantojot šo metodi, kļuva iespējams identificēt vairākas mikroorganismu filoģenētiskās grupas un analizēt to attiecības.

Klasifikācija sugu līmenī tiek veikta, izmantojot DNS-DNS hibridizācijas paņēmienu. Rūpīgi izpētīto sugu izpēte liecina, ka 70% hibridizācijas pakāpes raksturo vienu sugu, no 10% līdz 60% - vienu ģints, mazāk nekā 10% - dažādas ģintis.

Filoģenētiskā klasifikācija daļēji kopē fenotipisko. Tā, piemēram, gramnegatīvie ir iekļauti abos. Tajā pašā laikā gramnegatīvo organismu sistēma ir gandrīz pilnībā pārveidota. Arhebaktērijas tiek definētas kā neatkarīgs augstākā līmeņa taksons, dažas taksonomiskās grupas tiek pārdalītas, mikroorganismi ar dažādiem ekoloģiskiem mērķiem tiek iedalīti vienā kategorijā.

Baktēriju formas

Baktērijas var klasificēt pēc to morfoloģijas. Viena no galvenajām morfoloģiskajām iezīmēm ir forma.

Ir vairākas šķirnes:

• Sfērisks (koki, diplokoki, sarkīni, streptokoki, stafilokoki).
• Stieņveida (baciļi, diplobacilli, streptobacilli, kokobaktērijas).
• Grezna (vibrio, spirilla).
• Spirālveida (spirohetas ir plāni, iegareni, līkumoti mikroorganismi ar daudzām cirtām).
• Filamentveida.

Attēlā parādītas to formas:

• 1 - mikrokoki;
• 2 - streptokoki;
• 3 - sarkīni;
• 4 - nūjiņas bez sporām;
• 5 - sporu nūjiņas (baciļi);
• 6 - vibrios;
• 7 - spirohetas;
• 8 - flagellated spirilla;
• 9 - stafilokoki.

Sfēriskām baktērijām ir sfēriska forma, ir arī ovālas un pupas formas organismi.

Cocci atrašanās vieta:

• Atsevišķi - mikrokoki.
• Pārī ar diplokokiem.
• Ķēdēs - streptokoki.
• Vīnogulāju formā - stafilokoki.
• "Iepakojumos" - sarcins.

Visizplatītākās ir stieņveida baktērijas. Stieņus savāc pa vienam, pa pāriem (diplobaktērijas) vai ķēdēs (streptobaktērijas). Vairāki stieņveida organismi smagos apstākļos var veidot sporas. Baciļi ir sporu nūjiņas. Vārpstveida baciļus sauc par klostrīdijām.

Izgreznotiem mikroorganismiem ir komats (vibrio), tievs līkumains stienis (spiroheta), un tiem var būt arī vairākas cirtas (spirilla).

Arhebaktēriju šūnu sieniņās nav peptidoglikāna (komponenta, kas veic mehānisku funkciju). Viņiem ir specifiskas ribosomas un ribosomu RNS (ribonukleīnskābe).

Plānsienu gramnegatīvo organismu morfoloģija:

• Sfēriska forma (gonokoks, meningokoks, veillonella).
• Grezna (spirohetas, spirilla).
• Stieņa formas (riketsija).

Starp biezu sienu grampozitīviem mikroorganismiem ir:

• Sfērisks (stafilokoki, pneimokoki, streptokoki).
• Stieņa formas.
• Sazaroti, pavedienveida organismi (aktinomicīti).
• Klubveida organismi (korinebaktērijas).
• Mikobaktērijas.
• Bifidobaktērijas.

Ziedu atrašanās vieta un skaits

Morfoloģija ietver tādu parametru kā flagella atrašanās vieta un skaits. Saskaņā ar šo parametru ir:

• Monotrichous (viens flagellum pie savas šūnas pola).
• Lophotrichous (lipožu saišķis pie šūnas pola).
• Amphitrichous (divi karogu kūļi to stabos).
• Peritrichous (liels skaits flagellas visā baktērijā).

Flagelu klātbūtne ir raksturīga zarnu mikrobiem, vibrio cholerae, spirilla, sārmu veidojošiem līdzekļiem.

Šūnu sienu krāsas

Baktēriju krāsu nosaka peptidoglikāna koncentrācija. Organismiem, kuriem raksturīgs augsts peptidoglikāna saturs šūnu sieniņās (apmēram 90%), ir zili violeta grama krāsa. Tās ir grampozitīvas baktērijas.

Visas pārējās baktērijas, kuru apvalkā ir no 5 līdz 20% peptidoglikāna, iegūst sārtu krāsu. Starp tiem ir gramnegatīvas baktērijas. Peptidoglikāna biezuma pakāpe grampozitīvos organismos ir vairākas reizes augstāka nekā gramnegatīvajos.

Grampozitīvo organismu šūnu sieniņās ir arī polisaharīdi, teihoskābes un olbaltumvielas. Gramnegatīvās baktērijas ir pārklātas ar ārējo membrānu, kas sastāv no lipopolisaharīdiem un bazālajiem proteīniem.

Gramu krāsošana ļauj klasificēt prokariotus apakškategorijās. Gracilicutes nodaļas biezsienu mikroorganismi, protoplasti un sferoplasti ar bojātu šūnu sieniņu ir iekrāsoti gramnegatīvi. Firmicute tipa biezsienu baktērijas krāso grampozitīvus.

Klasifikācija pēc elpošanas veida

Atkarībā no elpošanas veida izšķir:

• aerobikas;
• anaerobie organismi.

Baktēriju šūnas spēj elpot, t.i., ar skābekli oksidē organiskos savienojumus, kā rezultātā veidojas oglekļa dioksīds, ūdens un enerģija. Šie organismi tiek uzskatīti par aerobiem, jo ​​tiem ir nepieciešams skābeklis. Viņi dzīvo uz ūdens un zemes virsmas, gaisā.

Daudzi mikroorganismi pastāv bez skābekļa, tas ir, tie iztiek bez elpošanas. Tie ietver baktērijas, kas iesaistītas vielu sadalīšanās procesā humusa laikā. Šādi organismi ir anaerobi. Elpošana aizstāj fermentāciju – organisko savienojumu sadalīšanos bez skābekļa ar enerģijas ražošanu. Spirta fermentācijas laikā veidojas enerģija 114 kJ (jeb 27 kilokalorijas), pienskābes rezultātā enerģija ir 94 kJ (jeb 18 kilokalorijas). Baktērijas elpo savās lizosomās.

Barošanas metode

Baktēriju klasifikācija pēc uztura veidiem:

• autotrofi;
• heterotrofi.

Pirmie dzīvo gaisā un izmanto neorganiskās vielas organisko vielu ražošanai. Autotrofi izmanto saules enerģiju (cianobaktērijas) vai neorganisko savienojumu (sēra baktērijas, dzelzs baktērijas) enerģiju.

Enzīmu klasifikācija

Fermentiem ir svarīga loma šūnu vielmaiņas procesos. Tie ir sadalīti sešās grupās:

• Oksireduktāzes.
• Transferāzes.
• Hidrolāzes.
• Ligāzes.
• Liase.
• Izomerāzes.

Saražotie fermenti atrodas šūnas iekšpusē (endoenzīmi) vai tiek izvadīti ārpusē (eksoenzīmi). Otra veida fermenti ir iesaistīti oglekļa un enerģijas iekļūšanā šūnā. Lielākā daļa enzīmu no hidrolāžu grupas tiek klasificēti kā eksoenzīmi. Vairāki enzīmi (kolagenāze utt.) pieder pie agresijas enzīmiem. Atsevišķi fermenti atrodas šūnu sieniņās. Viņi veic transporta funkciju, tas ir, pārnes vielas šūnā.

Baktērijas ir bezkodolu vienšūnu mikroorganismi, kas tiek klasificēti pēc daudziem parametriem (elpošanas un uztura metodes, šūnu sieniņu struktūra, forma utt.). Līdz šim zinātne zina vairāk nekā 10 000 baktēriju sugu, bet, domājams, to skaits sasniedz miljonu.

Mikroorganismu jēdziens

Mikroorganismi ir organismi, kas to mazā izmēra dēļ nav redzami ar neapbruņotu aci.

Izmēra kritērijs ir vienīgais, kas tos vieno.

Citādi mikroorganismu pasaule ir vēl daudzveidīgāka nekā makroorganismu pasaule.

Saskaņā ar mūsdienu taksonomiju, mikroorganismi uz 3 valstībām:

• Vira - vīrusi;
• Eucariotae - vienšūņi un sēnes;
• Procariotae - īstās baktērijas, riketsijas, hlamīdijas, mikoplazmas, spirohetes, aktinomicīti.

Tāpat kā augiem un dzīvniekiem, tiek lietots mikroorganismu nosaukums binārā nomenklatūra, t.i., sugas un specifisks nosaukums.

Ja pētnieki nevar noteikt sugu piederību un tiek noteikta tikai piederība dzimtai, tad tiek lietots termins suga. Visbiežāk tas notiek, identificējot mikroorganismus, kuriem ir netradicionālas uztura vajadzības vai dzīves apstākļi. Ģints nosaukums parasti vai nu pamatojoties uz atbilstošā mikroorganisma (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) morfoloģisko pazīmi, vai atvasināts no tā autora vārda, kurš atklājis vai pētījis šo patogēnu (Neisseria, Shig-ella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

konkrēts nosaukums bieži saistīts ar šī mikroorganisma izraisītās galvenās slimības nosaukumu (Vibrio cholerae - holēra, Shigella dysenteriae - dizentērija, Mycobacterium tuberculosis - tuberkuloze) vai ar galveno biotopu (Escherihia coli - Escherichia coli).

Turklāt krievvalodīgajā medicīnas literatūrā ir iespējams izmantot atbilstošo baktēriju rusificēto nosaukumu (Staphylococcus epidermidis vietā - epidermas stafilokoks; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus utt.).

Prokariotu karaliste

ietver zilaļģu departamentu un eubaktēriju departamentu, kas, savukārt, iedalīts apakšāpasūtījumi:

• faktiski baktērijas (nodaļas Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• aktinomicīti;
• spirohetas;
• riketsija;
• hlamīdijas.

Pasūtījumi tiek sadalīti grupās.

prokarioti atšķiras no eikariots jo Nav:

• morfoloģiski izveidots kodols (nav kodolmembrānas un nav kodola), tā ekvivalents ir nukleoīds jeb genofors, kas ir slēgta apļveida divpavedienu DNS molekula, kas vienā punktā pievienota citoplazmas membrānai; pēc analoģijas ar eikariotiem šo molekulu sauc par hromosomu baktēriju;
• Golgi sieta aparāti;
• Endoplazmatiskais tīkls;
• mitohondriji.

Ir arī vairākas pazīmes vai organelle, raksturīga daudziem, bet ne visiem prokariotiem, kas ļauj atšķirt tos no eikariotiem:

• daudzas citoplazmas membrānas invaginācijas, kuras sauc par mezosomām, tās ir saistītas ar nukleoīdu un ir iesaistītas šūnu dalīšanā, sporulācijā un baktēriju šūnas elpošanā;
• specifiska šūnas sienas sastāvdaļa ir mureīns, pēc ķīmiskās struktūras tas ir peptidoglikāns (diaminopēmskābe);
• Plazmīdas ir autonomi replikējošas divpavedienu DNS gredzenveida molekulas, kuru molekulmasa ir mazāka par baktēriju hromosomu. Tie atrodas citoplazmā kopā ar nukleoīdu, lai gan tajā var integrēties, un satur iedzimtu informāciju, kas nav vitāli svarīga mikrobu šūnai, bet nodrošina tai noteiktas selektīvas priekšrocības vidē.

Slavenākais:

F-plazmīdas, kas nodrošina konjugācijas pārnesi

starp baktērijām;

R-plazmīdas ir zāļu rezistences plazmīdas, kas cirkulē starp baktēriju gēniem, kas nosaka rezistenci pret ķīmijterapijas līdzekļiem, ko izmanto dažādu slimību ārstēšanai.

baktērijas

Prokariotiski, pārsvarā vienšūnu mikroorganismi, kas var veidot arī līdzīgu šūnu asociācijas (grupas), kam raksturīgas šūnu, bet ne organisma līdzības.

Pamata taksonomijas kritēriji,ļaujot piešķirt baktēriju celmus vienai vai otrai grupai:

• mikrobu šūnu morfoloģija (koki, nūjiņas, vītņoti);
• saistība ar Grama traipu - tinctorial īpašības (grampozitīvas un gramnegatīvas);
• bioloģiskās oksidācijas veids - aerobi, fakultatīvie anaerobi, obligātie anaerobi;
• spēja sporēt.

Turpmāka grupu diferencēšana ģimenēs, ģintīs un sugās, kas ir galvenā taksonomiskā kategorija, tiek veikta, pamatojoties uz bioķīmisko īpašību izpēti. Šis princips ir pamats baktēriju klasifikācijai, kas noteikta īpašās vadlīnijās - baktēriju noteicošie faktori.

Skatīt ir evolucionāri izveidots indivīdu kopums ar vienu genotipu, kas standarta apstākļos izpaužas ar līdzīgām morfoloģiskām, fizioloģiskām, bioķīmiskām īpašībām.

Patogēnajām baktērijām "sugas" definīcija tiek papildināta ar spēju izraisīt noteiktas nosoloģiskas slimības formas.

Pastāv baktēriju intraspecifiskā diferenciācijauziespējas:

• pēc bioloģiskajām īpašībām - biovari vai biotipi;
• bioķīmiskā aktivitāte - fermentatori;
• antigēna struktūra - serovāri vai serotzhy;
• jutība pret bakteriofāgiem - fagovāriem vai fāgu tipiem;
• rezistence pret antibiotikām rezistentiem produktiem.

Mikrobioloģijā plaši tiek lietoti īpaši termini - kultūra, celms, klons.

kultūra ir baktēriju kolekcija, kas redzama ar aci uz uzturvielu barotnēm.

Kultūras var būt tīras (vienas sugas baktēriju kopums) un jauktas (2 vai vairāku sugu baktēriju kopums).

Celms ir vienas sugas baktēriju kolekcija, kas izolēta no dažādiem avotiem vai no viena un tā paša avota dažādos laikos.

Celmi var atšķirties pēc dažām pazīmēm, kas nepārsniedz sugas īpašības. Klonēt- baktēriju kolekcija, kas ir vienas šūnas pēcnācēji.