دراسة مورفولوجيا البكتيريا التي خصائصها. ما هو مورفولوجيا الكائنات الحية الدقيقة

تختلف بدائيات النوى عن حقيقيات النوى في عدد من الطرق الرئيسية:

1. عدم وجود نواة متمايزة حقيقية (غشاء نووي).

2. عدم وجود شبكة إندوبلازمية مطورة ، جهاز جولجي.

3. غياب الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء ، الجسيمات الحالة.

4. عدم القدرة على الالتقام الخلوي (التقاط جزيئات الطعام).

5. لا يرتبط انقسام الخلية بالتغيرات الدورية في بنية الخلية.

6. أحجام أصغر بشكل ملحوظ (كقاعدة عامة). يبلغ حجم معظم البكتيريا 0.5-0.8 ميكرومتر (ميكرومتر) × 2-3 ميكرومتر.

وفقًا للنموذج ، يتم تمييز المجموعات الرئيسية التالية من الكائنات الحية الدقيقة:

1. كروي أو cocci (من اليونانية - الحبوب).

2. على شكل قضيب.

3. مصححة.

4. خيطي.

تنقسم البكتيريا الكروية (cocci) ، وفقًا لطبيعة الموضع النسبي بعد الانقسام ، إلى عدد من الخيارات:

1. Micrococci. توجد الخلايا وحدها. هم جزء من البكتيريا الطبيعية ، في البيئة الخارجية. لا تسبب المرض للإنسان.

2. المكورات الثنائية. يحدث انقسام هذه الكائنات الحية الدقيقة في مستوى واحد ، وتتشكل أزواج من الخلايا. بين المكورات المزدوجة هناك العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض - المكورات البنية ، المكورات السحائية ، المكورات الرئوية.

3. العقديات. يتم إجراء الانقسام في مستوى واحد ، وتحافظ الخلايا المضاعفة على الاتصال (لا تتباعد) ، وتشكل سلاسل. العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض هي العوامل المسببة لالتهاب اللوزتين والحمى القرمزية والعمليات الالتهابية القيحية.

4. تتراكوتشي. الانقسام في مستويين متعامدين مع تكوين رباعيات (أي أربع خلايا لكل منهما). ليس لديهم أهمية طبية.

5. السارسين. التقسيم إلى ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل ، وتشكيل بالات (حزم) من 8 أو 16 خلية أو أكثر. غالبا ما توجد في الهواء.

6. المكورات العنقودية (من اللاتينية - عنقود العنب). ينقسمون بشكل عشوائي في مستويات مختلفة ، ويشكلون عناقيد تشبه عناقيد العنب. تسبب العديد من الأمراض ، في المقام الأول صديدي - التهابات.

الكائنات الدقيقة على شكل قضيب.

1. البكتيريا هي قضبان لا تشكل جراثيم.

2. Bacilli - الميكروبات الهوائية المكونة للجراثيم. لا يتجاوز قطر البوغ عادة حجم ("عرض") الخلية (البوغ الداخلي).

3. المطثيات - الميكروبات اللاهوائية المكونة للجراثيم. قطر البوغ أكبر من قطر (قطر) الخلية النباتية ، وبالتالي تشبه الخلية المغزل أو مضرب التنس. يجب ألا يغيب عن البال أن مصطلح "البكتيريا" يستخدم غالبًا للإشارة إلى جميع الميكروبات - بدائيات النوى. بالمعنى الضيق (المورفولوجي) ، البكتيريا هي أشكال على شكل قضيب من بدائيات النوى التي لا تحتوي على جراثيم.

أشكال ملتوية من الكائنات الحية الدقيقة.

1. Vibrios و campylobacter - لهما منحنى واحد ، يمكن أن يكون على شكل فاصلة ، حليقة قصيرة.

2. Spirilli - لديها 2-3 تجعيد الشعر.

3. Spirochetes - لديها عدد مختلف من الضفائر ، المحور - مجموعة من الألياف ، وشخصية محددة للحركة لمختلف الممثلين والسمات الهيكلية (خاصة المقاطع النهائية). من بين العدد الكبير من اللولبيات ، يتمتع ممثلو ثلاثة أجناس بأهمية طبية كبرى - Borrelia و Treponema و Leptospira.

أنواع البكتيريا غير المزروعة.

العديد من أنواع البكتيريا سالبة الجرام التي لا تشكل جراثيم لها حالة تكيفية خاصة - أشكال غير مزروعة. لديهم نشاط أيضي منخفض ولا يتكاثرون بنشاط ؛ لا تشكل مستعمرات على وسائط مغذية كثيفة ، ولا يتم اكتشافها أثناء المحاصيل. إنها شديدة المقاومة ويمكن أن تظل قابلة للحياة لعدة سنوات. لا يتم الكشف عنها بالطرق البكتريولوجية التقليدية ، بل يتم اكتشافها فقط بمساعدة الطرق الجينية (تفاعل البلمرة المتسلسل - PCR).

حقيقيات النوى وبدائيات النوى. معظم الكائنات الحية الدقيقة هي كائنات وحيدة الخلية. يتم فصل الخلية الميكروبية عن البيئة الخارجية بجدار خلوي ، وأحيانًا فقط بواسطة غشاء سيتوبلازمي ، وتحتوي على بنى خلوية مختلفة. هناك نوعان رئيسيان من الهياكل الخلوية يختلفان عن بعضهما البعض في عدد من الميزات الأساسية. هذه هي خلايا حقيقية النواة وبدائية النواة. الكائنات الحية الدقيقة ذات النواة الحقيقية تسمى حقيقيات النوى (eu - من اليونانية. true ، karyo - nucleus). تصنف الكائنات الحية الدقيقة ذات الجهاز النووي البدائي على أنها بدائيات النوى (ما قبل النووية).

حقيقيات النوى تشمل الفطريات والطحالب والأوليات. من حيث الهيكل ، فهي تشبه الخلايا النباتية والحيوانية. تُصنف البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (البكتيريا الزرقاء) على أنها بدائيات النوى.

في الخلية حقيقية النواة ، توجد نواة مفصولة عن السيتوبلازم المحيط بواسطة غشاء نووي من طبقتين مع مسام. يوجد في النواة 1-2 نواة - مراكز لتخليق RNA الريبوزومي والكروموسومات - الناقلات الرئيسية للمعلومات الوراثية ، التي تتكون من الحمض النووي والبروتين. أثناء الانقسام ، يتم توزيع الكروموسومات بين الخلايا الوليدة نتيجة لعمليات معقدة - الانقسام والانقسام الاختزالي. يحتوي السيتوبلازم في حقيقيات النوى على الميتوكوندريا ، وفي الكائنات الحية الضوئية ، البلاستيدات الخضراء. يمر الغشاء السيتوبلازمي المحيط بالخلية داخل السيتوبلازم إلى الشبكة الإندوبلازمية ؛ هناك أيضًا عضية غشائية - جهاز جولجي.

الخلايا بدائية النواة أبسط. ليس لديهم حدود واضحة بين النواة والسيتوبلازم ، ولا يوجد غشاء نووي. لا يشكل الحمض النووي في هذه الخلايا هياكل مشابهة للكروموسومات حقيقية النواة. لذلك ، لا تخضع بدائيات النوى لعمليات الانقسام والانقسام الاختزالي. معظم بدائيات النوى لا تشكل عضيات داخل الخلايا مرتبطة بالغشاء.

بالإضافة إلى ذلك ، لا تحتوي الخلايا بدائية النواة على الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.

أدناه ، يتم النظر في بنية خلية بدائية النواة (بكتيرية) فقط ، حيث يتم تغطية بنية الخلية حقيقية النواة في الدورات المقابلة لعلم النبات وعلم الحيوان.

شكل البكتيريا. البكتيريا ، كقاعدة عامة ، هي كائنات أحادية الخلية ، ولخليتها شكل بسيط نوعًا ما ، فهي كرة أو أسطوانة ، وأحيانًا منحنية. تتكاثر البكتيريا بشكل أساسي عن طريق الانقسام إلى خليتين متكافئتين.

تسمى البكتيريا الكروية cocci (لات ، coccus - حبوب) ويمكن أن تكون كروية ، بيضاوية الشكل ، على شكل حبة الفول و lanceolate.

وفقًا لترتيب الخلايا بالنسبة لبعضها البعض بعد الانقسام ، يتم تقسيم الكوتشي إلى عدة أشكال. إذا تباعدت الخلايا بعد انقسام الخلية وتوجدت واحدة تلو الأخرى ، فإن هذه الأشكال تسمى المكورات الأحادية. في بعض الأحيان ، تشكل الكوتشي ، عند الانقسام ، عناقيد تشبه عنقود العنب. أشكال مماثلة تنتمي إلى المكورات العنقودية. تسمى Cocci المتبقية بعد الانقسام في نفس المستوى في أزواج متصلة بالمكورات الثنائية ، وتلك التي تتشكل أطوال مختلفةسلاسل - العقديات (الشكل 1 ، 2). مجموعات من أربعة مكورات تظهر بعد انقسام الخلية في مستويين متعامدين بشكل متبادل هي التتراكوشي. تنقسم بعض أنواع الكوتشي إلى ثلاث طائرات متعامدة بشكل متبادل ، مما يؤدي إلى تكوين مجموعات غريبة على شكل مكعب تسمى السردين.

معظم البكتيريا أسطوانية أو على شكل قضيب. في السابق ، كانت جميع الأشكال على شكل قضيب تسمى عصيات (عصية لاتينية - عصا صغيرة). بعد عام 1875 ، عندما اكتشف عالم النبات الألماني ف. كون وجود جراثيم لما يسمى بعصيات القش ، كانت البكتيريا على شكل قضيب والتي تشكل جراثيم تسمى العصيات ، وتلك التي لم تشكل جراثيم تسمى بكتيريا.

تختلف البكتيريا على شكل قضيب في الشكل والحجم في الطول والقطر وشكل أطراف الخلية ، وكذلك في الترتيب المتبادل. يمكن أن تكون أسطوانية بنهايات مستقيمة أو بيضاوية بنهايات مدورة أو مدببة. البكتيريا أيضًا منحنية قليلاً ، تم العثور على أشكال خيطية ومتفرعة (على سبيل المثال ، المتفطرات و الفطريات الشعاعية).

اعتمادًا على الترتيب المتبادل للخلايا الفردية بعد الانقسام ، تنقسم البكتيريا على شكل قضيب إلى قضبان مناسبة (ترتيب فردي للخلايا) ، أو بكتريا ثنائية أو ثنائية العصيات (ترتيب زوجي للخلايا) ، أو العقدية أو العقدية (سلاسل من أطوال مختلفة).

غالبًا ما توجد بكتيريا ملتوية أو لولبية.

تشتمل هذه المجموعة على spirilla (من lat. spira - curl) ، لها شكل منحني طويل (من 4 إلى 6 لفات) ، و vibrios (lat. vibrio - I bend) ، وهي 1/4 فقط من الملف اللولبي ، على غرار الفاصلة (الشكل 3).

تُعرف الأشكال الخيطية للبكتيريا التي تعيش في المسطحات المائية. بالإضافة إلى تلك المذكورة ، هناك بكتيريا متعددة الخلايا تحمل نواتج أخلاقية على سطح الخلايا البروتوبلازمية - البروستات ، والبكتيريا المثلثة الشكل والنجمة ، وكذلك البكتيريا على شكل دودة والتي لها شكل حلقة مغلقة ومفتوحة.

حجم البكتيريا. الخلايا البكتيرية صغيرة جدًا. يتم قياسها بالميكرومتر ، بينما يتم قياس تفاصيل الهيكل الدقيق بالنانومتر. يبلغ قطر الكوتشي عادة حوالي 0.5-1.5 ميكرون. يتراوح عرض الأشكال القضيبية (الأسطوانية) للبكتيريا في معظم الحالات من 0.5 إلى 1 ميكرون ، ويبلغ الطول عدة ميكرومترات (2-10). يبلغ عرض العصي الصغيرة 0.2-0.4 وطولها 0.7-1.5 ميكرون. بين البكتيريا ، يمكن أيضًا العثور على عمالقة حقيقية ، يصل طولها إلى عشرات وحتى مئات الميكرومترات. تختلف أشكال وأحجام البكتيريا بشكل كبير اعتمادًا على عمر المزرعة وتكوين الوسط وخصائصه التناضحية ودرجة الحرارة وعوامل أخرى.

من بين الأشكال الثلاثة الرئيسية للبكتيريا ، تعد الكوتشي هي الأكثر ثباتًا في الحجم ، والبكتيريا ذات الشكل العصوي أكثر تنوعًا ، ويتغير طول الخلايا بشكل كبير بشكل خاص.

تنمو الخلية البكتيرية الموضوعة على سطح وسط غذائي صلب وتنقسم ، وتشكل مستعمرة من ذرية البكتيريا. بعد بضع ساعات من النمو ، تتكون المستعمرة بالفعل من عدد كبير من الخلايا بحيث يمكن رؤيتها بالعين المجردة. قد يكون للمستعمرات قوام غروي أو فطري ، وفي بعض الحالات تكون مصطبغة. في بعض الأحيان يكون مظهر المستعمرات مميزًا لدرجة أنه يجعل من الممكن التعرف على الكائنات الحية الدقيقة دون صعوبة كبيرة.

مقدمة

علم الأحياء الدقيقة هو علم أصغر الكائنات الحية غير المرئية للعين المجردة ، والتي تسمى الميكروبات أو الكائنات الحية الدقيقة. يدرس أنماط حياتهم وتطورهم ، فضلاً عن التغييرات التي تسببها في أجسام الناس والحيوانات والنباتات وفي الطبيعة غير الحية. يعتمد تطوير علم الأحياء الدقيقة ، مثل التخصصات العلمية الأخرى ، بشكل وثيق على طرق الإنتاج ومتطلبات الممارسة والتقدم العام للعلوم والتكنولوجيا.

الغرض من علم الأحياء الدقيقة كعلم هو دراسة علم النظم والتشكل (الشكل والبنية) وعلم وظائف الأعضاء (نشاط الحياة) للكائنات الدقيقة ، وطرق عزلها والتعرف عليها ، وكذلك توضيح أهميتها في الطبيعة وإمكانيات التطبيق في مختلف مجالات النشاط البشري.

التحكم الميكروبيولوجي في إنتاج الغذاء هو جميع طرق البحث والتحكم المتعلقة بتحديد درجة التلوث البكتيري لجسم خاضع للرقابة ، وكذلك طرق المحاسبة الكمية للنباتات الدقيقة.

مورفولوجيا البكتيريا

شكل البكتيريا

الغالبية العظمى من البكتيريا المعروفة إما كروية (كروية) ، أو أسطوانية (على شكل قضيب) ، أو لولبية. البكتيريا الكروية (الشكل 1.) هي مفردة (cocci) ، متصلة في خليتين (مكورات ثنائية) ، وأربع خلايا (تتراكوشي) ، في سلاسل طويلة (العقديات) ، في عبوات (sarcinas) ، على شكل مجموعات ذات شكل غير منتظم ( العنقوديات). تختلف البكتيريا على شكل قضيب (الشكل 1.) في نسبة طول الخلية إلى حجمها العرضي. في القضبان القصيرة ، تكون هذه النسبة صغيرة جدًا بحيث يصعب تمييزها عن المكورات ؛ وتنقسم إلى بكتيريا (غير مكونة للأبواغ) وعصيات (تشكل بوغًا). تتميز البكتيريا ذات الشكل الحلزوني بعدد مختلف من المنعطفات ؛ spirilla لها من واحد إلى عدة لفات ، تبدو الضمات مثل قضبان منحنية ، ويمكن اعتبارها بمثابة منعطف غير كامل للولب.

مع تطور التقنيات المجهرية وتحسين طرق التحضير ، تم اكتشاف أشكال غريبة أخرى من البكتيريا. بعض البكتيريا تبدو وكأنها حلقة مغلقة أو مفتوحة ، وبعضها لها نواتج للخلايا (بروستيكا) ، وعددها يتراوح من 1 إلى 8 أو أكثر ، وقد تم العثور على بكتيريا على شكل دودة تشبه البلورات ، وما إلى ذلك.

هيكل الخلية البكتيرية

تحتوي الخلية البكتيرية على بنية غير متجانسة معقدة للغاية وفي نفس الوقت مرتبة بدقة. في بعبارات عامةلا يختلف هيكل الخلية البكتيرية عن هيكل خلية الكائنات الحية الأعلى. اتضح أن الخلية ، باعتبارها وحدة عالمية للحياة ، هي شكل مثالي من أشكال تنظيم المادة الحية التي احتفظت في عملية التطور من الكائنات أحادية الخلية إلى الكائنات متعددة الخلايا الأعلى ، بجميع السمات الرئيسية لبنيتها ، وبالتالي ، وظائفها.

الشكل 1. أشكال البكتيريا. كروي: a - micrococci ، b - العقديات ، c - المكورات المزدوجة ، d - المكورات العنقودية ، e - sarcins ؛ قضبان: e - بكتيريا ، g - bycilla ، h ، i - ملتف ، k - spirilla.

على التين. 2. رسم تخطيطي لبنية الخلية البكتيرية بواسطة عالم الخلايا الشهير V. الفيروز. يتم تحديد شكل الخلية البكتيرية بواسطة جدار خلوي صلب (صلب) ، والذي يعطي الخلية شكلًا خارجيًا معينًا وثابتًا وراثيًا. على جدار الخلية البكتيريا هي ما يسمى الهياكل السطحية: كبسولة ، سوط ، زغابات تناسلية ، أهداب. يوجد تحت جدار الخلية الغشاء السيتوبلازمي (CPM) ، والذي يحدد السيتوبلازم في الخلية. يسمى الغشاء السيتوبلازمي مع السيتوبلازم بالبروتوبلازم. تسمى جميع الطبقات الموجودة على السطح الخارجي للغشاء السيتوبلازمي بغشاء الخلية.

جدار الخلية.

في بدائيات النوى ، يتكون جدار الخلية من ببتيدوغليكان ، والذي لا يوجد في الخلايا حقيقية النواة. اعتمادًا على هيكل جدار الخلية ، تنقسم بدائيات النوى إلى مجموعتين: الجرام الموجب والسالب الجرام. يعتمد هذا التقسيم على الاختلاف في طريقة التلوين التي اقترحها العالم الدنماركي X. Gram في عام 1884. تختلف جدران الخلايا بدائيات النوى إيجابية الجرام وسالبة الجرام بشكل حاد في كل من التركيب الكيميائي والبنية التحتية الدقيقة.

أرز. 2. مخطط هيكل الخلية البكتيرية: O - غشاء الخلية ؛ سم - الغشاء السيتوبلازمي. م - الميتوكوندريا (ميزوسوم) ؛ و - الادراج الدهنية. JV - فجوة نووية ؛ DNA - خيوط من DNA ؛ ES - نظام إرغاستوبلازم ؛ R - الريبوسومات ؛ ب - فولوتين G - الجليكوجين

يحتوي جدار الخلية للبكتيريا موجبة الجرام على 50 ... 90٪ ببتيدوغليكان ، بكتيريا سالبة الجرام - 1 ... 10٪ ببتيدوغليكان. بالإضافة إلى الببتيدوغليكان ، يحتوي جدار الخلية بدائيات النوى إيجابية الجرام على مركبات كيميائية فريدة - أحماض تيشويك. يمثل جدار الخلية بدائيات النوى 5 إلى 50٪ من المادة الجافة للخلية.

يؤدي جدار الخلية بدائيات النوى مجموعة متنوعة من الوظائف: يحمي الخلية ميكانيكيًا من التأثيرات بيئةيضمن الحفاظ على شكله الخارجي ، ويمكّن الخلية من التواجد في محاليل منخفضة التوتر. توجد القنوات ، أو مسام الانتشار ، في جدار الخلية للنقل السلبي للمواد والأيونات إلى الخلية.

يمنع جدار الخلية تغلغل المواد السامة في الخلية. يوجد على الجانب الخارجي لجدار الخلية العديد من الجزيئات الكبيرة التي تتلامس مع البيئة: مستقبلات محددة للعاثيات ، والمستضدات ، والجزيئات الكبيرة التي توفر تفاعلات بين الخلايا أثناء الاقتران ، وكذلك بين البكتيريا المسببة للأمراض والخلايا وأنسجة الكائنات الحية الأعلى.

الهياكل السطحية.

تحتوي البكتيريا الموجودة خارج جدار الخلية على كبسولة (الشكل 3.) - تكوين مخاطي يغلف الخلية ويحتفظ باتصالها بجدار الخلية وله بنية غير متبلورة. اعتمادًا على سمك الكبسولة ، توجد كبسولات دقيقة (سمك أقل من 0.2 ميكرون) وكبسولات كبيرة (سمك أكبر من 0.2 ميكرون). تحمي الكبسولات الخلية من التلف الميكانيكي ، وتجف ، وتخلق حاجزًا تناضحيًا إضافيًا ، وتكون بمثابة عقبة أمام تغلغل العاثيات. تعمل الكبسولة أحيانًا كمصدر احتياطي للعناصر الغذائية. يساعد المخاط الخلايا على الالتصاق أسطح مختلفة. حاليًا ، تُستخدم قدرة بعض البكتيريا على تصنيع الكبسولات (نوع من البوليمرات خارج الخلية) في الممارسة العملية كبدائل لبلازما الدم ولإنتاج الأغشية الاصطناعية.

تين. 3.

العديد من البكتيريا غير متحركة ، ولكن إذا كانت قادرة على الحركة ، فإن هذه الحركة يتم توفيرها بواسطة الأسواط - الهياكل الموجودة على سطح الخلايا. عدد وحجم وترتيب الأسواط ، كقاعدة عامة ، هي سمة ثابتة لأنواع معينة (الشكل 4.) ، ولها أهمية تصنيفية. بدون الأسواط ، فقط البكتيريا المنزلقة واللولبيات هي القادرة على الحركة. عادة ما يكون سمك السوط 15-20 نانومتر ، والطول هو 3-15 ميكرون. يمكن أن تتحرك البكتيريا ذات الأسواط بسرعة كبيرة ، مثل باك. megaterium بسرعة 16 مم / دقيقة ، الضمة الكوليرية - 12 مم / دقيقة.

أرز. 4.

مع الترتيب القطبي للسوط ، فإنها تعمل مثل مروحة السفينة وتدفع الخلية عبر الوسط السائل المحيط. تحدث الحركة الدورانية للجلد بسبب الجسم القاعدي. تدور السوط بسرعة نسبيًا. في spirilla ، فإنها تنتج حوالي 3000 دورة في الدقيقة ، وهي قريبة من سرعة متوسط ​​محرك كهربائي. يؤدي دوران السوط أيضًا إلى دوران الخلية بثلث هذه السرعة في الاتجاه المعاكس.

تعمل الإشريكية القولونية السوطية المتوضعة بشكل خصب كحزمة لولبية واحدة جيدة التنسيق وتدفع الخلية عبر الموطن (الشكل 4.).

أظهرت دراسة الأسواط في المجهر الإلكتروني أنها تتكون من ثلاثة أجزاء (الشكل 5.). الكتلة الرئيسية للسوط هي خيط حلزوني طويل (ليفي) ، يمر على سطح جدار الخلية في هيكل منحني سميك - خطاف. يتم ربط الخيط بالجسم القاعدي ، وهو عبارة عن نظام من حلقتين أو أربع حلقات (L ، P ، Sw. M) معلقة على قضيب ، وهو استمرار للخطاف.

أرز. 5.

في الآونة الأخيرة ، تم تحقيق نجاح كبير في فك شفرة آلية حركة بدائيات النوى. تحتوي الخلية بدائية النواة على آلية تسمح لك بتحويل الطاقة الكهروكيميائية مباشرة إلى طاقة ميكانيكية. بالإضافة إلى الأسواط ، يمكن أن يكون لجدار الخلية بدائية النواة زغابات تناسلية وأهداب في شكل نواتج بأطوال مختلفة (الشكل 6).

أرز. 6. أنواع شعر E. coli: F - فلاجيلا ، S - الزغابات التناسلية (F-like sexpili) ، C - cilia.

تذكر الذكريات.

يوجد تحت جدار الخلية غشاء هيولي ، وهو عنصر هيكلي إلزامي لأي خلية ، يؤدي انتهاك سلامته إلى فقدان قابلية الخلية للحياة. تمثل حصة التكلفة لكل ألف ظهور 8 ... 15٪ من المادة الجافة للخلية. CPM عبارة عن مركب بروتيني دهني وكمية صغيرة من الكربوهيدرات.

يؤدي CMP مجموعة متنوعة من الوظائف بمساعدة ناقلات خاصة تسمى Translocases. يتم إجراء نقل خاص للعديد من الجزيئات والأيونات العضوية وغير العضوية عبر الغشاء.

يتم ترجمة العديد من الإنزيمات في CPM. يعتبر CPM هو الحاجز الرئيسي الذي يضمن الدخول والخروج الانتقائي من الخلية للمواد والأيونات المختلفة.

في بدائيات النوى ، تم وصف النتوءات المحلية للـ CPM ، والتي تسمى الميزوزومات. تختلف الميزوسومات في الحجم والشكل والتوطين في الخلية. من المعتقد أن زيادة التمثيل الغذائي للطاقة للخلايا يرتبط بالميزوزومات.

السيتوبلازم.

يسمى محتوى الخلية المحاطة بـ CPM بالسيتوبلازم. يحتوي السيتوبلازم على تناسق متجانس ويحتوي على مجموعة من الحمض النووي الريبي القابل للذوبان والإنزيمات والمنتجات وركائز التفاعلات الأيضية. توجد تراكيب مختلفة في السيتوبلازم: الريبوسومات ، والجهاز الوراثي (DNA) وشوائب ذات طبيعة كيميائية مختلفة وأغراض وظيفية.

الريبوسومات هي جزيئات بروتين نووي ريبيني بحجم 15-20 نانومتر. يعتمد عددهم في الخلية على شدة عملية تخليق البروتين. تحتوي خلية الإشريكية القولونية سريعة النمو على ما يقرب من 15000 ريبوسوم. يتم تخليق البروتين بواسطة مجاميع تتكون من الريبوسومات والرسول وجزيئات الحمض النووي الريبي التي تُدعى بوليريبوزومات. يتم تمثيل الجهاز الجيني لخلية بدائية النواة بجزيء DNA واحد ، والذي له شكل حلقة مغلقة تساهميًا ويسمى الكروموسوم البكتيري. يمكن أن يكون طول جزيء الحمض النووي غير المطوي أكثر من 1 مم ؛ ما يقرب من 1000 ضعف طول الخلية البكتيرية. يسمى الجهاز الوراثي لخلية بدائية النواة بالجهاز النووي.

توجد شوائب مختلفة في السيتوبلازم بدائيات النوى ، والتي يعمل بعضها كمغذيات احتياطية ، ممثلة في السكريات المتعددة ، والدهون ، والببتيدات المتعددة ، وعديد الفوسفات ، ورواسب الكبريت. السكريات المتعددة هي الجليكوجين والنشا والحبيبات (مادة تشبه النشا). أكثر شيوعًا في ممثلي بكتيريا البوغ اللاهوائية لمجموعة المطثيات. في ظل الظروف المعاكسة ، يتم استخدامها كمصادر للكربون والطاقة. تتراكم الدهون في شكل حبيبات تتكون من بوليمر من حمض هيدروكسي بيوتيريك. في بعض بدائيات النوى التي تؤكسد الهيدروكربونات ، يشكل حمض بولي هيدروكسي بيوتيريك ما يصل إلى 70٪ من المادة الجافة للخلية.

تعمل الدهون كمصدر جيد للكربون والطاقة للخلية. تسمى البوليفوسفات ، التي تتراكم أيضًا في شكل حبيبات ، فولوتين وتستخدمها الخلايا كمصدر للفوسفور. بالنسبة للبكتيريا التي تقوم بالتخليق الكيميائي بسبب أكسدة كبريتيد الهيدروجين ، فإن تراكم الكبريت الجزيئي في الخلايا هو سمة مميزة. يتم تحديد جميع المواد (الاحتياطية) المتراكمة ، المقدمة في شكل جزيئات بوليمر عالية الجزيئية ، من السيتوبلازم بواسطة غشاء بروتيني.

أصباغ البكتيريا

مستعمرات العديد من البكتيريا ذات ألوان زاهية. يتم تحديد القدرة على تصنيع الأصباغ وراثيا. تشمل الأصباغ البكتيرية الكاروتينات ، وأصباغ الفينازين ، والبيرول ، والأزاكوينون ، والأنثوسيانين ، إلخ.

تحمي الأصباغ الخلايا من التلف الضوئي وتستخدم الضوء لعملية التمثيل الضوئي. في العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، يحدث تكوين الصباغ فقط في الضوء. على سبيل المثال ، يرجع اللون الأحمر الساطع للمستعمرات في Serratia marcescens إلى وجود البروديجيوسين الصبغي. تصنع بكتيريا Pseudomonas indigofem ، و Cotynebacterium insidiosum ، و Arthrobacter atrocyaneus وغيرها ، indigoidin ، وهو صبغة زرقاء غير قابلة للذوبان في الماء تُطلق في الوسط. ينتج Chromobacterium violaceum الصباغ الأزرق البنفسجي ، وهو غير قابل للذوبان في الماء. الكمان هو مشتق إندول يتكون أثناء أكسدة التربتوفان. تنتج Pseudomonas aeruginosa صبغة nix-pyocyanin. سلالات مختلفة من Pseudomonas تشكل أصباغ مثل Phenazine-1-carboxylic acid و oxychlorophine و iodinine وأحيانًا جميع الأصباغ معًا.

تصنف جميع الأصباغ على أنها مستقلبات ثانوية ؛ لا تنتمي إلى تلك المركبات الموجودة في جميع الكائنات الحية ، وهي مشتقات من المستقلبات الشائعة أو المكونات الهيكلية للخلية. بعض الأصباغ لها خصائص مضاد حيوي ، لذا فإن العديد من الكائنات الحية الدقيقة المصبوغة هي من منتجي المضادات الحيوية.

نمو البكتيريا وطرق تكاثرها

إن نمو الخلية بدائية النواة هو زيادة منسقة في كمية جميع المكونات الكيميائية التي تتكون منها. النمو هو نتيجة للعديد من عمليات التخليق الحيوي المنسقة ، والتي تخضع لرقابة منتظمة صارمة ، وتؤدي إلى زيادة كتلة الخلية وحجمها. نمو الخلية ليس غير محدود. بعد الوصول إلى حجم معين (حرج) ، تخضع الخلية للانقسام. تتميز معظم بدائيات النوى بتقسيم عرضي ثنائي متساوي الحجم ، مما يؤدي إلى تكوين خليتين ابنتيتين متطابقتين.

في معظم البكتيريا موجبة الجرام ، يحدث الانقسام عن طريق تخليق حاجز عرضي يمتد من المحيط إلى المركز. يتكون الحاجز المستعرض من طبقة CPM وطبقة الببتيدوغليكان. يتم تصنيع الطبقات الخارجية لاحقًا.

تنقسم خلايا معظم البكتيريا سالبة الجرام عن طريق الانقباض. على سبيل المثال ، في الإشريكية القولونية ، في موقع الانقسام ، يوجد انحناء متزايد تدريجياً وموجه داخليًا للجدار الخلوي وجدار الخلية.

يتبرعم أحد أشكال الانشطار الثنائي ، حيث يتكون نمو صغير (برعم) في أحد أقطاب الخلية الأم ، مما يزيد في عملية النمو. تدريجيًا تصل الكلية إلى حجم الخلية الأم وتنفصل عنها. الخلايا الناشئة تخضع للشيخوخة. مع الانشطار الثنائي المتساوي ، تنتج الخلية الأم خليتين ابنتيتين ، وتختفي نفسها. عند التبرعم ، تنتج الخلية الأم خلية ابنة ، ويمكن العثور على اختلافات مورفولوجية بينهما. يبدأ انقسام الخلية بدائية النواة ، كقاعدة عامة ، بعد مرور بعض الوقت على الانتهاء من دورة انقسام الحمض النووي.

تكوين بوغ جرثومي

تشكل الخلايا الخضرية للعديد من بدائيات النوى خلايا خاصة (أبواغ) ذات مقاومة متزايدة لتحمل الظروف المعاكسة. يعتمد التمايز المورفولوجي على العمليات البيوكيميائية المبرمجة بواسطة المعلومات الوراثية المناسبة. يحدث تكوين Endospore في بدائيات النوى والفطريات.

يتكون endospore داخل الخلية الأم (sporangium) ، له هياكل محددة: أغطية بروتينية متعددة الطبقات ، أغشية خارجية وداخلية ، قشرة (الشكل 7.). الإندوسبورات مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة وجرعات الإشعاع المفصلة للخلايا النباتية. تشمل البكتيريا المكونة للأبواغ عددًا كبيرًا من بدائيات النوى من 15 جنسًا ، من بينها كائنات على شكل قضيب ، وكروية ، وسبريلا ، وخيطية. كل منهم لديه جدار خلوي مميز بدائيات النوى إيجابية الجرام. كقاعدة عامة ، يتم تكوين بوغ داخلي واحد في كل خلية بكتيرية.

من الأفضل دراسة عملية تكوين البوغ في ممثلي الأجناس Bacillus و Clostridium. قبل التكاثر ، ينقسم الحمض النووي للخلية النباتية. يتم تشكيل حبلا على طول المحور الطويل للخلية ، ثم يفصل ما يقرب من 1/3 من الخيط ويمر إلى البوغ الناشئ في أحد أقطاب الخلية. ثم يتم ضغط السيتوبلازم ، والذي يتم فصله مع الحمض النووي عن باقي محتويات الخلايا بمساعدة الحاجز. يتكون الحاجز عن طريق غزو CPM من المحيط إلى المركز ، حيث يندمج ويتشكل طبقة بوغ. المنطقة المقطوعة "تتضخم" مع غشاء ثان ويتم تكوين نفق. في المرحلة التالية ، تبدأ القشرة في التكون بين أغشية الحفرة ، ويتم تصنيع أغطية الأبواغ المكونة من عدة طبقات في الخارج.

أرز. 4 أ و ب - تكوين الحاجز ، ج و د - بيئة الأبواغ البروتوبلاست مع البروتوبلاست للخلية الأم ، ه تشكيل القشرة والأغشية البوغية ؛ هـ - مخطط هيكل البوغ الناضج: 1 - exosporium ، 2 - الغلاف الخارجي للبوغ ؛ 3 - القشرة الداخلية للبوغ ، 4 - القشرة ؛ 5 - جدار الخلية للجنين ، 6 - الغشاء السيتوبلازمي ، 7 - السيتوبلازم بمادة نووية

في العديد من البكتيريا ، تتشكل بنية أخرى على قمة الأغطية الداخلية - exosporium ، والتي يعتمد هيكلها على نوع البكتيريا. في بدائيات النوى من جنس Clostridium ، تم العثور على الزوائد على exosporium لهياكل مختلفة ، وأحيانًا غريبة جدًا (الشكل 8.). لم يتم توضيح الأهمية الوظيفية لهذه النواتج.

تتميز إندوسبورات بدائيات النوى بمستوى منخفض جدًا من التمثيل الغذائي ، فهي مقاومة جدًا للعوامل البيئية: درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة ، والجفاف ، والعوامل التحلية ، والحموضة العالية للبيئة ، والإشعاع ، والضغط الميكانيكي ، وما إلى ذلك. آليات مقاومة الأبواغ لا تزال غير مفهومة. يُعتقد أن الأبواغ بدائية النواة يتم تثبيتها من خلال حالة الجفاف في السيتوبلازم ، والمقاومة الحرارية لإنزيمات البوغ ، ووجود حمض ديبيكولينك ، وكمية كبيرة من الكاتيونات ثنائية التكافؤ. تساهم الهياكل السطحية أيضًا في استقرار الأبواغ: الأغشية ، والقشرة ، والتكامل الذي يحمي بشكل ميكانيكي محتويات البوغ الداخلي من تغلغل المواد العدوانية من الخارج.

يمكن أن تكون الأبواغ المتكونة في حالة قابلة للحياة لفترة مختلفة: من عدة أيام إلى 1000 سنة أو أكثر. فيما يلي اعتماد بقاء أبواغ مجموعات مختلفة من البكتيريا على العوامل الضارة (ارتفاع درجة الحرارة والتجفيف).

الجدول 1

تحت الفحص المجهري ، تكون الأبواغ مرئية بوضوح. في الحالات المشكوك فيها ، يمكن استخدام تلطيخ خاص ، حيث يجب غلي المستحضر الثابت بمحلول كربولي من الفوشسين. تربط الإندوسبورات الصبغة بقوة ولا تغير لونها حتى عند معالجتها بالإيثانول أو حمض الاسيتيك؛ تغير لون باقي محتويات الخلية.

تحتوي البوغات الداخلية تقريبًا على كل المادة الجافة للخلية ، ولكنها تحتل حجمًا أقل بعشر مرات. الإندوسبورات ليست مرحلة إلزامية في دورة حياة العصيات. في ظل ظروف غذائية مواتية ، يمكن أن تتكاثر العصيات بالقسمة إلى أجل غير مسمى. يبدأ تكوين الأبواغ فقط عندما لا يكون هناك ما يكفي من العناصر الغذائية وعندما تتراكم المنتجات الأيضية بشكل زائد.

في ظل ظروف مواتية ، تنبت معظم الإندوسبورات. يمكن زيادة نسبة إنبات البوغ الداخلي عن طريق تسخين بعض الأبواغ في الماء عند 60 درجة مئوية لمدة 5 دقائق ، والبعض الآخر عند 100 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. يجب إجراء صدمة الحرارة مباشرة قبل البذر.

في صناعة الأغذية ، يتم استخدام تعقيم الطعام المكلف لتدمير الأبواغ البكتيرية المقاومة للحرارة. على سبيل المثال ، إذا تموت خلال البسترة (التسخين عند 80 درجة مئوية لمدة 10 دقائق) من المنتجات الغذائية ، تموت الخلايا النباتية للبكتيريا المكونة للأبواغ وجميع البكتيريا الأخرى ، فإن الأبواغ المقاومة للحرارة تتحمل تسخين أقوى بكثير ، وبعض الجراثيم تغلي لعدة مرات ساعات.

تصنيف البكتيريا

مع وصف المزيد والمزيد من البكتيريا الجديدة ، كانت هناك حاجة ملحة لتنظيم ومقارنة الثقافات الموصوفة حديثًا مع تلك المعروفة. في نهاية القرن التاسع عشر - بداية القرن العشرين. ظهرت محددات البكتيريا التي تساعد على تصنيف وتحديد البكتيريا المعزولة حديثًا وفقًا لخصائص معينة. عند التصنيف ، تتمثل المهمة الرئيسية في تحديد نوع البكتيريا.

النوع عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية وثيقة الصلة والتي لها نفس الأصل وتتميز ببعض السمات المورفولوجية والكيميائية الحيوية والفسيولوجية التي تساهم في التكيف مع موطن معين.

يتم تجميع الأنواع في الأجناس ، والأجناس في العائلات ، ثم الأوامر ، والطبقات ، والانقسامات ، والممالك. يتم وصف نوع البكتيريا باستخدام علامات: مورفولوجية ، ثقافية ، فسيولوجية وكيميائية حيوية ، إلخ.

السمات المورفولوجية هي شكل الخلية ، وجود أو عدم وجود سوط ، كبسولات ، القدرة على التبويض ، صبغة جرام.

تشمل السمات الثقافية المظهر العام للمستعمرة البكتيرية ، ووجود الصبغة ، وما إلى ذلك.

الميزات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية هي طريقة الحصول على الطاقة ، والحاجة إلى العناصر الغذائية ، والموقف من العوامل البيئية ، وما إلى ذلك.

يعد Bergey Concise Key to Bacteria أحدث دليل للتعرف على البكتيريا ، وهو الوصف الأكثر اكتمالًا للبكتيريا المعروفة. في الإصدار الثامن من هذا الدليل ، تم تجميع جميع البكتيريا ، باستثناء البكتيريا الزرقاء ، في 19 جزءًا. فيما يلي وصف موجز لها:

الجزء 1. البكتيريا الضوئية. في هذا الجزء ، يتم تجميع بكتيريا التمثيل الضوئي ، وتتميز بمجموعة محددة من الأصباغ ونوع خاص من التمثيل الضوئي: البكتيريا الأرجواني وبكتيريا الكبريت الأخضر. يتم تقديم أصباغ أنواع مختلفةالكلوروفيل الجرثومي والكاروتينات. لا يترافق التمثيل الضوئي مع إطلاق الأكسجين. هذه هي الكائنات الحية الدقيقة المائية في الغالب.

الجزء 2. انزلاق البكتيريا. تشتمل بكتيريا هذا الجزء على رتبتين: البكتيريا المخاطية (ميكسوباكتيرياس) والسيتوفاج (السيتوباجاليس). الدرجة الأولى تشمل البكتيريا التي تشكل طبقة من المخاط حول الخلية. البكتيريا متحركة. تشكل البكتيريا المخاطية ما يسمى بالأجسام الثمرية ، والتي تدخل الخلايا داخلها في حالة نائمة. الترتيب الثاني يشمل البكتيريا التي تشبه في نوع حركتها البكتيريا المخاطية ، ولكنها لا تشكل أجسامًا ثمرية. يشمل الترتيب أربع عائلات من البكتيريا المائية في الغالب.

الجزء 3. المتدثرة. يتضمن تكوين هذا الجزء بكتيريا خيطية محاطة بمهبل شائع ، وهو غشاء مخاطي. يتكون المهبل من عديدات السكاريد غير المتجانسة ، وغالبًا ما يكون مغطى بأكاسيد الحديد أو المنغنيز. توجد في المسطحات المائية والتربة.

الجزء 4. البراعم و (أو) ساق البكتيريا. يتضمن تكوين هذا الجزء البكتيريا التي تشكل الزوائد (السيقان) ، والتي تتكون من مخاط وخلايا غير مرتبطة بالسيتوبلازم ، وكذلك البكتيريا التي تشكل نواتج الخلايا الخيطية - الأطراف الصناعية. تنتشر البكتيريا على نطاق واسع في التربة والمسطحات المائية.

الجزء 5. اللولبيات. يجمع هذا الجزء بين البكتيريا التي تبدو وكأنها أشكال حلزونية رقيقة أحادية الخلية. العديد من البكتيريا مسببة للأمراض ، وتسبب مرض الزهري ، والحمى العاكسة.

الجزء 7. العصي الهوائية والمكورات الهوائية سالبة الجرام. يشمل هذا الجزء من البكتيريا خمس عائلات ، واحدة منها - Pseudomonas - منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة: في الهواء والتربة والبحر والمياه العذبة والحمأة والصرف الصحي والمنتجات الغذائية. في الأخير ، تسبب بكتيريا هذه العائلة التلف.

الجزء 8. قضبان لاهوائية اختيارية سالبة الجرام. يتضمن هذا الجزء عائلتين: المعوية (Enterobacteriaceae) و vibrioacea (Vibrionaceae). البكتيريا المعوية هي عصيات لاهوائية سالبة الجرام ، عديمة الجرام ، هوائية أو اختيارية. الممثلين الأكثر دراسة لهذه العائلة هم بكتيريا Escherichia coli ، والتي توجد دائمًا في أمعاء الإنسان والحيوان ؛ لذلك ، يتم الحكم على تلوث الماء والغذاء من خلال وجود الإشريكية القولونية فيها. الإشريكية القولونية هي بكتيريا انتهازية. تنتمي بكتيريا هذه الفصيلة من أجناس السالمونيلا (السالمونيلا) والشيجيلا (الشيغيلا) إلى عدد العوامل المسببة لأمراض الأمعاء الشديدة لدى البشر. السالمونيلا التيفية هي العامل المسبب لحمى التيفود. البكتيريا من جنس الشيغيلة هي العوامل المسببة للزحار العصوي. ضمة الكوليرا هي عضو في عائلة Vibrionaceae ، العامل المسبب للكوليرا الآسيوية.

الجزء 9. البكتيريا اللاهوائية سالبة الجرام. تنتمي البكتيريا المجمعة في هذا الجزء إلى عائلة Bacteroidaceae. كلهم عصي. هم ملزمون اللاهوائية. الموطن الرئيسي لهذه البكتيريا هو أمعاء الإنسان والحيوان ، والجهاز الهضمي للحشرات. بعض الأنواع مسببة للأمراض وتسبب آفات مختلفة للجلد وعدد من أعضاء وأنسجة الجسم.

الجزء 13. البكتيريا المكونة للميثان. يتم تمثيل هذا الجزء من قبل عائلة واحدة - Methanobacteriaceae. جميع البكتيريا متجانسة من الناحية الفسيولوجية: فهي تلزم اللاهوائية. المنتج الرئيسي لاستقلاب الطاقة هو الميثان. الموائل الرئيسية هي المستنقعات ، ومرافق العلاج المختلفة ، وكرش المجترات.

الجزء 14. الكوتشي موجبة الجرام. يتضمن هذا القسم مجموعتين. المجموعة الأولى هي البكتيريا الهوائية و (أو) اللاهوائية الاختيارية من عائلات المكورات الدقيقة والمكورات العقدية. المجموعة الثانية هي اللاهوائية من العائلات Peptococcaceae. البكتيريا من عائلة Micrococcaceae هي مكورات تنقسم في أكثر من طائرة ، وأحيانًا لا تنفصل ، وتشكل مجموعات ذات شكل كروي أو غير منتظم. يتم الحصول على الطاقة من خلال التنفس أو التخمير. في الأساس ، هذه نباتات رمية تدمر العديد من المواد العضوية المعقدة وتؤدي وظيفة "الزبالين". كثير منهم من العوامل المسببة لتلف الطعام. من بينها هناك أشكال ممرضة تنتمي إلى جنس المكورات العنقودية. تتطور على المنتجات الغذائية ، فهي تنتج السموم التي تسبب التسمم.

البكتيريا من عائلة Streptococcaceae هي المكورات ، غير متحركة ، بلا أبواغ ، اللاهوائية الاختيارية. بكتيريا الأجناس Streptococcus ، Pediococcus ، Aerococcus هي بكتيريا حمض اللاكتيك المتجانسة ؛ بكتيريا من جنس Leuconostoc - حمض اللاكتيك متغاير التخمير.

بكتيريا عائلة Peptococcaceae هي إلزامية بكتريا اللاهوائية التي تعيش في التربة ، على سطح الحبوب ، في تجويف الفم, الجهاز الهضميوالجهاز التنفسي للإنسان والحيوان. بعض الأنواع ممرضة.

الجزء 15. العصي والكوتشي التي تشكل الإندوسبورات. يتم تمثيل هذا الجزء من قبل عائلة واحدة - العصوية ، والتي تضم خمسة أجناس. اثنان منهم - العصيات (Bacillus) والمطثيات (Clostridium) - هما الأكثر عددًا والأكثر أهمية. العصيات هي بكتيريا على شكل قضيب. معظمهم متنقلون. شكل إندوسبورات. التمارين الهوائية الملزمة أو الاختيارية. تقوم العصيات بتجميع العديد من الإنزيمات اللايتية التي تكسر البروتينات والدهون والسكريات والجزيئات الكبيرة الأخرى. بعض الأنواع تشكل مضادات حيوية. معظمها نباتات رمية. الموطن الرئيسي هو التربة. العديد من العصيات هي عوامل مسببة لتلف الطعام. من بينها الأنواع المسببة للأمراض للإنسان والحيوان ، مثل Bacillus anthracis ، العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة.

يشتمل جنس المطثية على قضبان تختلف عن العصيات في شكل أبواغ وتلزم نمط الوجود اللاهوائي. تسبب التخمير الزبداني ، معظم المطثيات هي نباتات رخامية ، سكان التربة. تعيش بعض الأنواع في أمعاء البشر والحيوانات ، مثل Cl. teteni هو العامل المسبب لمرض التيتانوس ، Cl. بيرفرينجنز هو العامل المسبب للغرغرينا الغازية ، CL botulinum هو منتج للسموم الخارجية ، أحد أقوى السموم البيولوجية.

الجزء 16. البكتيريا اسبوجينيك إيجابية الجرام على شكل قضيب. يتم تمثيل هذا الجزء أيضًا بواسطة عائلة واحدة - Lactobacillaceae ، والتي تضم جنسًا واحدًا - Lactobacillus. تحصل البكتيريا على الطاقة من خلال تخمير حمض اللاكتيك المتجانسة أو التخمير المتغاير ؛ وهي موزعة على نطاق واسع في الطبيعة: في التربة ، على بقايا متحللة من أصل حيواني ونباتي ، في أمعاء الفقاريات ، في الحليب ، ومنتجات الألبان. هناك أشكال ممرضة. تستخدم العديد من البكتيريا في تصنيع منتجات الألبان المخمرة والجبن وتخمير الخضروات والعجين وما إلى ذلك.

الجزء 17. الشعيات والكائنات الحية ذات الصلة. يجمع هذا الجزء بين البكتيريا الوتدية وبكتيريا حمض البروبيونيك والفطريات المشعة.

من الأنواع الموجودة من بكتيريا حمض البروبيونيك ، Propionibacterium freudenreichii من جنس Propionibacterium هو الأكثر أهمية في علم الأحياء الدقيقة للمنتجات الغذائية. البكتيريا من هذا الجنس هي قضبان غير متحركة موجبة الجرام ولا تشكل جراثيم. هم ملزمون اللاهوائية. تستخدم بكتيريا حمض البروبيونيك على نطاق واسع في إنتاج الجبن.

الفطريات الشعاعية هي بكتيريا تشكل خيوطًا متفرعة ، وأحيانًا فطريات متطورة. لديهم طرق مختلفة للتكاثر. تتكاثر معظم الفطريات الشعاعية عن طريق الأبواغ التي تنتجها الأبواغ ، والتي يمكن أن تكون طويلة أو قصيرة ، مستقيمة أو حلزونية ، مع عدد متغير من الفلات والترتيب. يتم تمثيل الفطريات الشعاعية من قبل عائلتين: المتفطرة الفطرية و العقدية. يتم تمثيل عائلة Mycobacteriaceae بجنس واحد ، Mycobacterium ، والذي يتميز بتكوين أشكال متفرعة في سن مبكرة.

معظم المتفطرات عبارة عن نباتات رمية تعيش في التربة وتستخدم مجموعة متنوعة من المركبات العضوية: البروتينات والكربوهيدرات والدهون والشموع والبارافينات. بعض الأنواع ممرضة ، على سبيل المثال ، المتفطرة السلية هي العامل المسبب لمرض السل ، المتفطرة الجذامية هي العامل المسبب للجذام.

يشكل ممثلو عائلة Streptomycetaceae فطيرة جوية متطورة ، تتكاثر بواسطة الأبواغ التي تتشكل في نهايات الخيوط ، وبقطع من الفطريات. هناك حوالي 500 نوع منهم. تصنع العديد من الفطريات العقدية المضادات الحيوية النشطة ضد البكتيريا والفطريات والطحالب والبروتوزوا والعاثيات ولها تأثير مضاد للأورام.

الجزء 18. الريكتسيا. يتضمن تكوين هذا الجزء رتبتين من البكتيريا - الريكتسيا (ريكتسياليس) والكلاميديا ​​(الكلاميديا).

الريكتسيات هي بكتيريا غير متحركة تتكاثر فقط في الخلايا المضيفة ، مسببةً داء الريكتسيات. هناك أنواع غير مسببة للأمراض.

الجزء 19. الميكوبلازما. الميكوبلازما هي بدائيات النوى التي تفتقر إلى جدار خلوي وتقتصر على غشاء واحد من ثلاث طبقات. الخلايا صغيرة جدًا ، وأحيانًا فائقة الدقة ، ومتعددة الأشكال. طريقة التكاثر ليست واضحة تماما. يحدث على ما يبدو بسبب تكوين هياكل كروية من "الأجسام الأولية" ، ومن الممكن انقسام bipair والتكاثر عن طريق التبرعم. مراحل الراحة غير معروفة. من حيث كمية المعلومات الوراثية الموجودة في الجينوم ، تحتل الميكوبلازما موقعًا وسيطًا بين الإشريكية القولونية والعاثيات التائية.

تختلف بدائيات النوى عن حقيقيات النوى في عدد من الطرق الرئيسية..

• 1. عدم وجود نواة متمايزة حقيقية (غشاء نووي).
• 2. عدم وجود شبكة إندوبلازمية مطورة ، جهاز جولجي.
• 3. غياب الميتوكوندريا ، البلاستيدات الخضراء ، الجسيمات الحالة.
• 4. عدم القدرة على الالتقام الخلوي (التقاط جزيئات الطعام).
• 5. لا يرتبط انقسام الخلية بالتغيرات الدورية في بنية الخلية.
• 6. أحجام أصغر بشكل ملحوظ (كقاعدة عامة). يبلغ حجم معظم البكتيريا 0.5 - 0.8 ميكرومتر ( ميكرون) × 2-3 ميكرومتر.

وفقًا للنموذج ، يتم تمييز المجموعات الرئيسية التالية من الكائنات الحية الدقيقة.

• 1. كروي أو cocci (من اليونانية - الحبوب).
• 2. على شكل قضيب.
• 3. ملتوي.
• 4. خيطي.

بكتيريا الكروانية (cocci) حسب طبيعة العلاقةبعد التقسيم ، يتم تقسيمهم إلى عدد من الخيارات.

• 1. المكورات الدقيقة. توجد الخلايا وحدها. هم جزء من البكتيريا الطبيعية ، في البيئة الخارجية. لا تسبب المرض للإنسان.
• 2. المكورات الثنائية.يحدث انقسام هذه الكائنات الحية الدقيقة في مستوى واحد ، وتتشكل أزواج من الخلايا. بين المكورات المزدوجة هناك العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض - المكورات البنية ، المكورات السحائية ، المكورات الرئوية.
• 3. العقديات.يتم إجراء الانقسام في مستوى واحد ، وتحافظ الخلايا المضاعفة على الاتصال (لا تتباعد) ، وتشكل سلاسل. العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض هي العوامل المسببة لالتهاب اللوزتين والحمى القرمزية والعمليات الالتهابية القيحية.
• 4. تتراكوتشي. الانقسام في مستويين متعامدين مع تكوين رباعيات (أي أربع خلايا لكل منهما). ليس لديهم أهمية طبية.
• 5. السارسين. التقسيم إلى ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل ، وتشكيل بالات (حزم) من 8 أو 16 خلية أو أكثر. غالبا ما توجد في الهواء.
• 6. المكورات العنقودية(من خط الطول - عنقود عنب). ينقسمون بشكل عشوائي في مستويات مختلفة ، ويشكلون عناقيد تشبه عناقيد العنب. تسبب العديد من الأمراض ، في المقام الأول صديدي - التهابات.

الكائنات الدقيقة على شكل قضيب.

• 1. البكتيريا هي قضبان لا تشكل جراثيم.
• 2. Bacilli - الميكروبات الهوائية المكونة للجراثيم. لا يتجاوز قطر البوغ عادة حجم ("عرض") الخلية (البوغ الداخلي).
• 3. المطثيات - الميكروبات اللاهوائية المكونة للجراثيم. قطر البوغ أكبر من قطر (قطر) الخلية النباتية ، وبالتالي تشبه الخلية المغزل أو مضرب التنس.

يجب ألا يغيب عن البال أن مصطلح "البكتيريا" يستخدم غالبًا للإشارة إلى جميع الميكروبات - بدائيات النوى. بالمعنى الضيق (المورفولوجي) ، البكتيريا هي أشكال على شكل قضيب من بدائيات النوى التي لا تحتوي على جراثيم.

أشكال ملتوية من الكائنات الحية الدقيقة.

• 1. Vibrios و campylobacter - لهما منحنى واحد ، يمكن أن يكون على شكل فاصلة ، حليقة قصيرة.
• 2. Spirilla - لديك 2-3 تجعيد الشعر.
• 3. Spirochetes - لديها عدد مختلف من الضفائر ، المحور - مجموعة من الألياف ، خاصة بممثلين مختلفين ، وطبيعة الحركة والميزات الهيكلية (خاصة المقاطع النهائية). من بين العدد الكبير من اللولبيات ، يتمتع ممثلو ثلاثة أجناس بأهمية طبية كبرى - Borrelia و Treponema و Leptospira.

سيتم إعطاء خصائص مورفولوجيا الريكتسيا والكلاميديا ​​والميكوبلازما ووصفًا أكثر تفصيلاً للاهتافات واللولبيات في الأقسام ذات الصلة من علم الأحياء الدقيقة الخاص.

نختتم هذا القسم بوصف موجز (مفتاح) لتوصيف الأجناس الرئيسية للكائنات الدقيقة ذات الأهمية الطبية ، بناءً على المعايير المستخدمة في مفتاح بيرج للبكتيريا.

الكائنات الحية الدقيقة (من الميكرو اللاتينية - الصغيرة) هي كائنات غير مرئية للعين المجردة. وتشمل هذه الكائنات الأولية ، واللولبيات ، والفطريات ، والبكتيريا ، والفيروسات ، والتي يتم دراستها بواسطة علم الأحياء الدقيقة. يتم قياس حجم الكائنات الحية الدقيقة بالميكرومتر (ميكرومتر). يوجد في العالم المصغر مجموعة متنوعة من الأشكال ، والتي تنقسم إلى مجموعات بناءً على المبادئ العامة للتصنيف البيولوجي.

تم إنشاء أول تصنيف بيولوجي عام في القرن الثامن عشر من قبل العالم السويدي ك. لينيوس ، بناءً على السمات المورفولوجية بما في ذلك النباتات والحيوانات. مع تطور العلم ، بدأ التصنيف في مراعاة ليس فقط الخصائص المورفولوجية ، ولكن أيضًا الخصائص الفسيولوجية والكيميائية الحيوية والوراثية للكائنات الحية الدقيقة. في الوقت الحاضر ، من المستحيل الحديث عن تصنيف موحد لجميع الكائنات الحية: مع الحفاظ على نفس المبادئ ، فإن تصنيفات الكائنات الحية الدقيقة والكائنات الدقيقة لها خصائصها الخاصة.

الخطوات الرئيسية لجميع التصنيفات هي: المملكة - القسم - الفئة (المجموعة) - الترتيب - الأسرة - الجنس - الأنواع. فئة التصنيف الرئيسية هي الأنواع - مجموعة من الكائنات الحية التي لها أصل مشترك ، وخصائص مورفولوجية وفسيولوجية مماثلة والتمثيل الغذائي.

تنتمي الكائنات الحية الدقيقة إلى مملكة بدائيات النوى ، التي لا يمتلك ممثلوها ، على عكس حقيقيات النوى ، نواة رسمية. يتم تضمين المعلومات الوراثية في بدائيات النوى في جزيء DNA الموجود في سيتوبلازم الخلية.

بالنسبة للكائنات الدقيقة ، تم اعتماد تصنيف دولي موحد في عام 1980 ، بناءً على النظام الذي اقترحه العالم الأمريكي بيرجي.

من أجل تحديد الأنواع التي تنتمي إليها الكائنات الحية الدقيقة ، من الضروري دراسة ميزاتها (شكل الخلية ، والتكوُّن ، والتنقل ، والخصائص الأنزيمية) باستخدام طرق مختلفة ، وباستخدام المحدد ، ابحث عن موقعها المنتظم - حددها.

توجد متغيرات داخل النوع: تختلف المتغيرات المورفولوجية في التشكل ، والمتغيرات الحيوية في الخصائص البيولوجية ، والمتغيرات الكيميائية في النشاط الإنزيمي ، والمتغيرات المصلية في التركيب المستضدي ، والمتغيرات العاثية في الحساسية تجاه العاثيات.

لتعيين الكائنات الحية الدقيقة ، تم اعتماد التسميات البيولوجية العامة أو ذات الحدين (المزدوجة) التي قدمها K. Linnaeus. يشير الاسم الأول إلى الجنس ويتم كتابته بحرف كبير. يشير الاسم الثاني إلى الأنواع وهو مكتوب بحرف صغير. على سبيل المثال ، Staphylococcus aureus هي Staphylococcus aureus. قد تعكس الأسماء أسماء الباحثين الذين اكتشفوا الكائنات الحية الدقيقة: البروسيلا - تكريما لبروس ، الإشريكية - تكريما لإيشريش ، إلخ. وهناك عدد من الأسماء تشمل الأعضاء التي تؤثر على هذه الكائنات الحية الدقيقة: المكورات الرئوية - الرئتين ، المكورات السحائية - السحايا ، إلخ. ..

بكتيريا

البكتيريا هي كائنات وحيدة الخلية تفتقر إلى الكلوروفيل. متوسط ​​حجم الخلية البكتيرية هو 2-6 ميكرون. يمكن أن يتغير حجم وشكل الخلايا البكتيرية المتأصلة في الكائنات الحية الدقيقة من نوع معين تحت تأثير عوامل مختلفة (اعتمادًا على عمر الثقافة البكتيرية ، والموئل ، وما إلى ذلك). هذه الظاهرة تسمى تعدد الأشكال.

وفقًا لشكل الخلية ، تنقسم البكتيريا إلى ثلاث مجموعات: كروية ، وقضيبية الشكل ، ومتعرجة (الشكل 4).

البكتيريا الكرويةتسمى cocci (من lat. coccus - berry) ويبلغ قطر الخلية 0.5 إلى 1 ميكرون. شكل cocci متنوع: كروي ، لانسولاتي ، شكل حبة. وفقًا للترتيب المتبادل للخلايا بعد الانقسام ، بين cocci ، يتم تمييز ما يلي: micrococci (من الميكرو اللاتينية - الصغيرة) - تنقسم الخلايا في مستويات مختلفة ويتم ترتيبها منفردة ؛ المكورات الثنائية (من اللات. دبلوس - مزدوج) - تنقسم الخلايا في مستوى واحد ثم يتم ترتيبها في أزواج ؛ وتشمل هذه المكورات الرئوية lanceolate والمكورات البنية على شكل حبة الفول والمكورات السحائية ؛ العقديات (من خط العنق العقدية - سلسلة) - تنقسم الخلايا في مستوى واحد ولا تتباعد ، وتشكل سلسلة ؛ المكورات العنقودية (من العنقوديات الخطية - مجموعة) - تنقسم الخلايا في مستويات مختلفة ، وتشكل عناقيد على شكل عنقود عنب ؛ tetracocci (من lat. tetra - أربعة) - تنقسم الخلايا إلى مستويين متعامدين بشكل متبادل ويتم ترتيبها في أربعة ؛ sarcins (من lat. sarcio - connect) - تنقسم الخلايا إلى ثلاث مستويات متعامدة بشكل متبادل ويتم ترتيبها في شكل بالات أو حزم من 8 أو 16 خلية لكل منها.

يتم توزيع Cocci على نطاق واسع في البيئة ، وكذلك في البشر والحيوانات. تشمل جميع مجموعات المكورات تقريبًا ، باستثناء المكورات الدقيقة والتتراكوشي والسارسين ، مسببات الأمراض المعدية.

أشكال على شكل قضيبتسمى البكتيريا. يتراوح متوسط ​​أبعادها من 1 إلى 6 ميكرون في الطول ومن 0.5 إلى 2 ميكرون في السماكة.

تتنوع البكتيريا في مظهر: يمكن تقريب نهاياتها (E. coli) ، أو تقطيعها (العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة) ، أو مدببة (العامل المسبب للطاعون) أو سميكة (العامل المسبب للخناق). بعد الانقسام ، يمكن ترتيب البكتيريا في أزواج - ثنائية البكتيريا (كليبسيلا) ، في سلسلة (العامل المسبب للجمرة الخبيثة) ، وأحيانًا بزاوية مع بعضها البعض أو بالعرض (العامل المسبب للخناق). يتم توزيع معظم البكتيريا بشكل عشوائي.

من بين البكتيريا هناك أشكال منحنية - vibrios (العامل المسبب للكوليرا).

تشمل الأشكال الملتوية spirilla و spirochetes. شكل خليتهم يشبه دوامة. معظم spirillae ليست مسببة للأمراض.

هيكل الخلية البكتيرية

لدراسة بنية الخلية البكتيرية ، جنبًا إلى جنب مع المجهر الضوئي ، تُستخدم الدراسات المجهرية الإلكترونية والميكروكيماوية لتحديد البنية التحتية للخلية البكتيرية.

تتكون الخلية البكتيرية (الشكل 5) من الأجزاء التالية: غشاء ثلاثي الطبقات ، سيتوبلازم مع شوائب مختلفة ، ومادة نووية (نوكليويد). التكوينات الهيكلية الإضافية هي كبسولات ، جراثيم ، سوط ، الشعير.

صدَفَةتتكون الخلية من طبقة مخاطية خارجية وجدار خلوي وغشاء هيولي.

طبقة المحفظة المخاطية خارج الخلية وتؤدي وظيفة وقائية.

يعد جدار الخلية أحد العناصر الهيكلية الرئيسية للخلية ، حيث يحافظ على شكله ويفصل الخلية عن البيئة. من الخصائص المهمة لجدار الخلية النفاذية الانتقائية ، والتي تضمن تغلغل العناصر الغذائية الأساسية (الأحماض الأمينية ، والكربوهيدرات ، وما إلى ذلك) في الخلية وإزالة المنتجات الأيضية من الخلية. يحافظ جدار الخلية على ضغط تناضحي ثابت داخل الخلية. يتم توفير قوة الجدار بواسطة مورين ، وهي مادة ذات طبيعة عديد السكاريد. بعض المواد تدمر جدار الخلية ، مثل الليزوزيم.

تسمى البكتيريا الخالية تمامًا من جدار الخلية بالبروتوبلاست. يحتفظون بالقدرة على التنفس وتقسيم وتوليف الإنزيمات ؛ لتأثير العوامل الخارجية: الضرر الميكانيكي ، الضغط الاسموزي ، التهوية ، إلخ. لا يمكن الحفاظ على البروتوبلاست إلا في محاليل مفرطة التوتر.

تسمى البكتيريا ذات الجدران الخلوية المدمرة جزئيًا بالبلاستيدات الكروية. إذا قمت بقمع عملية تخليق جدار الخلية بالبنسلين ، فسيتم تكوين أشكال L ، والتي تكون في جميع أنواع البكتيريا خلايا كروية كبيرة وصغيرة بها فجوات.

يلتصق الغشاء السيتوبلازمي بإحكام بجدار الخلية من الداخل. وهي رقيقة جدا (8-10 نانومتر) وتتكون من البروتينات والفوسفوليبيدات. هذه طبقة حدية شبه منفذة يتم من خلالها تغذية الخلية. يحتوي الغشاء على إنزيمات بيرميز التي تقوم بالنقل الفعال للمواد وإنزيمات الجهاز التنفسي. يشكل الغشاء السيتوبلازمي ميزوسومات تشارك في انقسام الخلايا. عندما توضع الخلية في محلول مفرط التوتر ، يمكن أن ينفصل الغشاء عن جدار الخلية.

السيتوبلازم- داخل الخلية البكتيرية. إنه نظام غرواني يتكون من الماء والبروتينات والكربوهيدرات والدهون والأملاح المعدنية المختلفة. يتغير التركيب الكيميائي واتساق السيتوبلازم حسب عمر الخلية والظروف البيئية. يحتوي السيتوبلازم على المادة النووية والريبوزومات ومحتويات مختلفة.

نوكليويد ، المادة النووية للخلية ، جهازها الوراثي. المادة النووية من بدائيات النوى ، على عكس حقيقيات النوى ، ليس لها غشاء خاص بها. نواة الخلية الناضجة عبارة عن خيط مزدوج من الحمض النووي ملفوف في حلقة. يقوم جزيء الحمض النووي بتشفير المعلومات الجينية للخلية. وفقًا للمصطلحات الجينية ، تسمى المادة النووية حامل الجين أو الجينوم.

توجد الريبوسومات في سيتوبلازم الخلية وتؤدي وظيفة تخليق البروتين. يحتوي الريبوسوم على 60٪ RNA و 40٪ بروتين. يصل عدد الريبوسومات في الخلية إلى 10000. وتتحد الريبوسومات معًا لتشكل العديد من الجسيمات.

الادراج - حبيبات تحتوي على العديد من العناصر الغذائية الاحتياطية: النشا والجليكوجين والدهون والفولوتين. تقع في السيتوبلازم.

تشكل الخلايا البكتيرية في عملية الحياة عضيات واقية - كبسولات وجراثيم.

كبسولة- الطبقة المخاطية المضغوطة الخارجية المجاورة لجدار الخلية. هذا عضو وقائي يظهر في بعض البكتيريا عندما تدخل جسم الإنسان والحيوان. تحمي الكبسولة الكائنات الحية الدقيقة من العوامل الوقائية للجسم (العوامل المسببة للالتهاب الرئوي والجمرة الخبيثة). تحتوي بعض الكائنات الحية الدقيقة على كبسولة دائمة (كليبسيلا).

الجدلوجدت فقط في البكتيريا على شكل قضيب. تتشكل عندما تدخل الكائنات الحية الدقيقة في ظروف بيئية غير مواتية (درجات حرارة عالية ، تجفيف ، تغيرات في درجة الحموضة ، انخفاض في كمية العناصر الغذائية في البيئة ، إلخ). توجد الجراثيم داخل الخلية البكتيرية وتمثل منطقة مضغوطة من السيتوبلازم مع نوكليويد ، مرتدية قوقعتها الكثيفة. في التركيب الكيميائي ، تختلف عن الخلايا النباتية في كمية صغيرة من الماء ، وزيادة محتوى الدهون وأملاح الكالسيوم ، مما يساهم في مقاومة الجراثيم العالية. يحدث التبويض في غضون 18-20 ساعة ؛ عندما تدخل الكائنات الحية الدقيقة في ظروف مواتية ، تنبت البوغ في شكل نباتي في غضون 4-5 ساعات. يتم تكوين بوغ واحد فقط في خلية بكتيرية ، وبالتالي ، فإن الجراثيم ليست أعضاء تناسلية ، ولكنها تعمل على البقاء على قيد الحياة في الظروف المعاكسة.

تسمى البكتيريا الهوائية المكونة للبكتيريا العصوية ، وتسمى البكتيريا اللاهوائية كلوستريديا.

تختلف الجراثيم في الشكل والحجم والموقع في الخلية. يمكن أن تكون موجودة مركزيًا وتحت نهائيًا ونهائيًا (الشكل 6). في العامل المسبب لمرض الجمرة الخبيثة ، توجد الجراثيم في الوسط ، ولا يتجاوز حجمها قطر الخلية. يقع بوغ العامل المسبب للتسمم الغذائي بالقرب من نهاية الخلية - تحت الطبقة ويتجاوز عرض الخلية. في العامل المسبب للكزاز ، توجد بوغ دائري في نهاية الخلية - نهائيًا ويتجاوز عرض الخلية بشكل كبير.

الأسواط- أعضاء الحركة المميزة للبكتيريا على شكل قضيب. هذه ألياف خيطية رقيقة تتكون من بروتين - فلاجيلين. يتجاوز طولها بشكل كبير طول الخلية البكتيرية. تمتد فلاجيلا من الجسم القاعدي الموجود في السيتوبلازم وتخرج إلى سطح الخلية. يمكن الكشف عن وجودها عن طريق تحديد حركة الخلايا تحت المجهر ، في شبه سائل وسط الثقافةأو عند تلطيخها بطرق خاصة. تمت دراسة البنية التحتية للسوط باستخدام المجهر الإلكتروني. وفقًا لموقع السوط ، يتم تقسيم البكتيريا إلى مجموعات (انظر الشكل 6): أحادي - مع سوط واحد (العامل المسبب للكوليرا) ؛ أمفيتريتش - مع حزم أو سوط واحد على طرفي الخلية (spirilla) ؛ lophotrichous - مع حزمة من السوط في أحد طرفي الخلية (البراز القلوي السابق) ؛ peritrichous - توجد الأسواط على كامل سطح الخلية (البكتيريا المعوية). تعتمد سرعة حركة البكتيريا على عدد وموقع الأسواط (الأحادية هي الأكثر نشاطًا) ، وعلى عمر البكتيريا وتأثير العوامل البيئية.

بيلي أو فيمبريا- الزغابات الموجودة على سطح الخلايا البكتيرية. فهي أقصر وأرق من الأسواط ولها أيضًا بنية حلزونية. تتكون من الشرب من بروتين - بيلين. تعمل بعض الشعيرات (هناك عدة مئات منها) على ربط البكتيريا بالخلايا الحيوانية والبشرية ، بينما يرتبط البعض الآخر (واحد منها) بنقل المادة الوراثية من خلية إلى أخرى.

الميكوبلازما

الميكوبلازما عبارة عن خلايا ليس لها جدار خلوي ، ولكنها محاطة بغشاء سيتوبلازمي مكون من ثلاث طبقات من البروتين الدهني. يمكن أن تكون الميكوبلازما كروية وبيضاوية على شكل خيوط ونجوم. يتم فصل الميكوبلازما وفقًا لتصنيف بيرجي إلى مجموعة منفصلة. في الوقت الحالي ، تحظى هذه الكائنات الدقيقة باهتمام متزايد كعوامل مسببة للأمراض الالتهابية. أحجامها مختلفة: من بضعة ميكرومتر إلى 125-150 نانومتر. تمر المايكوبلازما الصغيرة عبر المرشحات البكتيرية وتسمى الأشكال القابلة للترشيح.

اللولبيات

Spirochetes (انظر الشكل 52) (من اللاتينية speira - bend ، chaite - hair) - كائنات أحادية الخلية رفيعة ومتحركة ومتحركة ، يتراوح طولها من 5 إلى 500 ميكرون وعرضها 0.3-0.75 ميكرون. مع أبسطها ، ترتبط بطريقة الحركة عن طريق تقصير الخيط المحوري الداخلي ، الذي يتكون من حزمة من الألياف. تختلف طبيعة حركة اللولبيات: متعدية ، دورانية ، انثناء ، متموجة. ما تبقى من بنية الخلية هو نموذجي للبكتيريا. بعض اللولبيات تلطخ بشكل ضعيف بأصباغ الأنيلين. تنقسم Spirochetes إلى أجناس وفقًا لعدد وشكل تجعيد الخيط ونهايته. بالإضافة إلى الأشكال الرمية ، الشائعة في الطبيعة وجسم الإنسان ، هناك مسببات الأمراض بين اللولبيات - العوامل المسببة لمرض الزهري وأمراض أخرى.

ريكتسيا

الفيروسات

من بين الفيروسات ، يتم تمييز مجموعة من العاثيات (من الملتهمة اللاتينية - تلتهم) ، مما يتسبب في تحلل (تدمير) خلايا الكائنات الحية الدقيقة. مع الاحتفاظ بالخصائص والتركيب المتأصل في الفيروسات ، تختلف العاثيات في بنية الفيروس (انظر الفصل 8). لا تسبب المرض للإنسان والحيوان.

أسئلة التحكم

1. أخبرنا عن تصنيف الكائنات الحية الدقيقة.

2. ما هي الخصائص الرئيسية لممثلي مملكة بدائيات النوى.

3. قائمة ووصف الأشكال الرئيسية للبكتيريا.

4. اسم العضيات الرئيسية للخلية والغرض منها.

5. إعطاء وصف موجز للمجموعات الرئيسية للبكتيريا والفيروسات.

دراسة مورفولوجيا الكائنات الدقيقة

لدراسة مورفولوجيا الكائنات الحية الدقيقة ، يتم استخدام طريقة البحث المجهري. الشرط المهم للاستخدام الناجح لهذه الطريقة هو الإعداد الصحيح للمسحة من مادة الاختبار أو الثقافة البكتيرية. تشير الثقافة إلى الكائنات الحية الدقيقة التي تنمو على وسط المغذيات في المختبر.

تقنية تحضير المسحة

للعمل ، من الضروري أن يكون لديك شرائح وأغطية زجاجية نظيفة وخالية من الدهون. تُغلى الكؤوس الجديدة لمدة 15-20 دقيقة في محلول صودا 2-5٪ أو ماء صابون ، وتُشطف بالماء وتوضع في حمض الهيدروكلوريك الضعيف ، ثم تُغسل جيدًا بالماء.

يمكن معالجة الزجاجات التي كانت مستخدمة وملوثة بأصباغ أو زيت غاطس بطريقتين: 1) غمرها لمدة ساعتين في حمض الكبريتيك المركز أو خليط الكروم ، ثم شطفها جيدًا ؛ 2) يغلي لمدة 30-40 دقيقة في محلول 5٪ من الصودا أو القلويات. يمكن إزالة الشحوم من الزجاج الخام عن طريق فركه بالصابون ثم تنظيفه بقطعة قماش جافة.

انتباه! إذا تم إزالة الشحوم من الزجاج جيدًا ، فستنتشر قطرة ماء عليه بالتساوي ، دون أن يتفتت إلى قطرات صغيرة.

يتم تخزين النظارات في أوعية ذات سدادات أرضية في خليط نيكيفوروف (كميات متساوية من الكحول والأثير) أو في 96٪ كحول. تتم إزالة المحاليل الزجاجية بالملاقط.

انتباه! أثناء التشغيل ، يتم إمساك الزجاج من الحواف بأصابعك.

يتم تطبيق مادة البحث على شريحة زجاجية بحلقة بكتيرية أو إبرة أو ماصة باستور. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام حلقة بكتيرية (الشكل 7) ، مصنوعة من خيط بلاتيني أو نيتشروم بطول 5-6 سم ، وتثبت الحلقة في حامل حلقة أو ملحومة في قضيب زجاجي. يتم ثني نهاية السلك على شكل حلقة بحجم 1 × 1.5 أو 2 × 3 ميكرومتر.

انتباه! الحلقة المعدة بشكل صحيح ، عند غمرها في الماء وإخراجها من هناك ، تحتفظ بغشاء مائي.

قبل تحضير اللطاخة ، يتم حرق جزء العمل من الحلقة في لهب الموقد في وضع عمودي: الحلقة نفسها أولاً ، ثم القضيب المعدني. يتم هذا التلاعب بعد نهاية البذر.

تحضير مسحة من مزرعة نمت على وسط مغذي سائل. يتم حرق شريحة زجاجية خالية من الدهون في لهب الموقد وتبريدها. يتم تطبيق ثقافة على شريحة زجاجية موضوعة على حامل (طبق بتري ، حامل ثلاثي القوائم). يُمسك أنبوب الثقافة بإبهام وسبابة اليد اليسرى. الحلقة مثبتة في اليد اليمنى. دون تحرير الحلقة ، بإصبع اليد اليمنى الصغيرة ، اضغط على الفلين على راحة يدك وقم بإزالته بعناية من أنبوب الاختبار. يجب أن تكون الحركات سلسة وهادئة. يتم حرق حلق الأنبوب في لهب الموقد. أدخل الحلقة في أنبوب الاختبار. قم بتبريد الحلقة على جدار الأنبوب ثم اغمرها في المزرعة. قم بإزالة الحلقة دون لمس جدران الأنبوب. أغلق القابس بعد تمريره عبر شعلة الموقد. ضع أنبوب الاختبار في حامل ثلاثي القوائم. يتم تطبيق الثقافة على شريحة زجاجية بحلقة ، وتوزعها بالتساوي في حركة دائرية. ثم يتم حرق الحلقة في لهب الموقد. تُترك اللطاخة لتجف.

انتباه! يجب أن تكون اللطاخة منتشرة بشكل متساوٍ ، رفيعة وصغيرة (بحجم عملة ثنائية الكوبيك تقريبًا).

تحضير مسحة من مزرعة نمت على وسط مغذي صلب. يتم وضع قطرة من محلول كلوريد الصوديوم متساوي التوتر (0.9٪) على الشريحة الزجاجية المحضرة بواسطة ماصة أو حلقة باستور. تتم إزالة المزرعة بعناية بواسطة حلقة من الأجار في أنبوب اختبار أو طبق بتري ويتم استحلابها في قطرة على الزجاج. يجب أن تكون اللطاخة المحضرة موحدة وليست سميكة. عندما يجف ، يبقى طلاء خفيف على الشريحة الزجاجية.

تحضير مسحة من القيح أو البلغم. يتم أخذ المادة بواسطة ماصة أو حلقة معقمة ويتم وضعها في منتصف الشريحة الزجاجية. قم بتغطية الشريحة الأولى بالشريحة الثانية بحيث تظل ثلث الشريحتين الأولى والثانية خالية. يتم دفع النظارات بجهد. احصل على مسحتين كبيرتين.

تحضير مسحة الدم. يتم وضع قطرة دم على شريحة زجاجية على مسافة ثلث الحافة اليسرى. ثم يتم لمس حافة الزجاج المصقول بشكل خاص ، والميل بزاوية 45 درجة ، إلى قطرة دم. بالضغط على الزجاج المصقول على الجسم ، يقومون بتحريكه للأمام. اللطاخة المعدة بشكل صحيح تكون صفراء وشفافة.

تحضير بصمات مسحات من الأعضاء الداخلية للجثث والمنتجات الغذائية ذات القوام الصلب. يتم كي سطح العضو أو المنتج الغذائي بمشرط ساخن ، ويتم قطع قطعة من هذه المنطقة. يتم الإمساك بهذه القطعة بعناية بالملاقط ويتم لمس السطح المقطوع للشريحة الزجاجية في مكانين أو ثلاثة أماكن ، مما يؤدي إلى سلسلة من البصمات.

تجفيف المسحة

يتم تجفيف اللطاخة في الهواء في درجة حرارة الغرفة. إذا لزم الأمر ، يمكن تجفيفه بالقرب من لهب الموقد ، مع إمساك الزجاج في وضع أفقي من الحواف مع الإبهام والسبابة ، ومرره لأعلى.

انتباه! في درجات الحرارة العالية ، يمكن أن يحدث تلف في بنية الخلايا.

تثبيت اللطاخة

يتم تثبيت المسحات بعد التجفيف الكامل من أجل: 1) تثبيت الكائنات الحية الدقيقة على الزجاج ؛ 2) تحييد المادة ؛ 3) الكائنات الحية الدقيقة المقتولة تدرك اللون بشكل أفضل. المسحة الثابتة تسمى التحضير.

طرق التثبيت. 1. المادي - في لهب الموقد: يؤخذ الزجاج بالملاقط أو الإبهام والسبابة ويمرر من خلال الجزء العلوي من لهب الموقد ثلاث مرات لمدة 6 ثوانٍ.

2. مادة كيميائية - في سائلة: يتم تدمير العناصر الخلوية في مسحات الدم وبصمات المسحات تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة ، لذلك يتم معالجتها بأحد السوائل المثبتة: أ) كحول الميثيل - 5 دقائق ؛ ب) كحول الإيثيل - 10 دقائق ؛ ج) خليط نيكيفوروف - 10-15 دقيقة ؛ د) الأسيتون - 5 دقائق ؛ ه) أبخرة الحمض والفورمالين - بضع ثوان.

مستحضرات تلطيخ

بعد التثبيت ، يبدأ تلطيخ المستحضر.

يتم تلوين المستحضرات على منضدة مجهزة خصيصًا مغطاة بمشمع ، بلاستيك ، زجاج ، إلخ. يلزم وجود وعاء به ماء مقطر على المنضدة ؛ حامل من أنبوبين أو عصي متصلة بأنابيب مطاطية على كلا الجانبين (لوضع المستحضرات) ؛ ملاقط ، اسطوانات ، ماصات ، ورق ترشيح ، مجموعة من الأصباغ ، وعاء لتصريفها. يجب أن تكون طاولة الطلاء بالقرب من صنبور الماء.

تسمى نسبة الكائنات الحية الدقيقة إلى الأصباغ بخصائصها الصخرية. تستخدم أصباغ الأنيلين على نطاق واسع في علم الأحياء الدقيقة. ترى معظم الكائنات الحية الدقيقة أن الأصباغ الأساسية أفضل.

يتم استخدام الأصباغ التالية بشكل شائع: الأحمر (أرجواني أساسي ، أرجواني حامض ، أحمر كونغو ، أحمر محايد) ؛ الأزرق (الميثيلين والتولويدين) ؛ البنفسجي (الجنطيانا ، الميثيل ، البلوري) ؛ بني-أصفر (فيسوفين ، كريسودين) ؛ الأخضر (الماس ، الملكيت).

يتم إنتاج جميع الأصباغ على شكل مساحيق غير متبلورة أو بلورية. يتم تحضير محاليل الكحول والفينول المشبعة منها ، ثم يتم استخدام محاليل الماء والكحول أو محلول الفينول المائي للعمل. إذا تم استخدام محاليل مركزة من الأصباغ للتلطيخ ، فسيتم تغطية المستحضر مسبقًا بورق الترشيح ، والذي يتم تطبيق الصبغة عليه. في هذه الحالة ، تبقى قطع الصبغة على الورق.

انتباه! يتم وضع قطرة من الصبغة بواسطة ماصة بحيث تغطي كامل التحضير.

وصفات صبغ

1. محاليل الكحول المشبعة (مبدئيًا):

صبغة - 1 جرام كحول 96٪ - 10 مل

يوضع الخليط في منظم حرارة حتى يذوب تمامًا لعدة أيام. يرج يوميا. يتم تخزينها في زجاجات مع سدادات أرضية.

2. Carbol fuchsin Ziel (لتلوين الكائنات الحية الدقيقة المقاومة للأحماض والجراثيم والكبسولات):

محلول كحول مشبع من الفوشسين الأساسي - 10 مل من محلول حمض الكاربوليك 5 ٪ - 90 مل

انتباه! يُسكب حمض الكاربوليك في الصبغة وليس العكس.

يُرج الخليط بقوة لعدة دقائق ، ويُصفى ويُصب في قنينة للتخزين.

3. فايفر ماجنتا (لطلاء غرام ولطريقة الصبغ البسيطة):

فوشسينا تسيليا - 1 مل ماء مقطر - 9 مل

يتم تحضير الصبغة مباشرة قبل الاستخدام.

4. الجنطيانا الكاربولي (لصبغة غرام):

محلول كحول مشبع

الجنطيانا البنفسجي - 10 مل

حمض الكربوليك 5٪ - 100 مل

يتم خلط المحاليل وتصفيتها من خلال ورق الترشيح.

5. محلول لوغول (لبقع غرام وكاشف النشا):

يوديد البوتاسيوم - 2 غرام من اليود البلوري - 1 غرام من الماء المقطر - 10 مل

يوضع الخليط في قنينة زجاجية متجمدة ، ويوضع في الفلين ويوضع في منظم الحرارة لمدة يوم ، ثم يضاف 300 مل من الماء المقطر.

6. محلول Loeffler الأزرق الميثيلين القلوي:

محلول كحول مشبع من الميثيلين الأزرق - 30 مل من محلول هيدروكسيد البوتاسيوم 1٪ - 1 مل من الماء المقطر - 100 مل

7. أوراق حسب سينيف (لتلوين غرام):

محلول كحول 1٪ من الكريستال البنفسجي

تنقع شرائط ورق الترشيح في المحلول وتجفف.

تنقسم طرق التلوين إلى إرشادية (بسيطة) وتفاضلية (معقدة) ، تكشف عن السمات الكيميائية والهيكلية للخلية البكتيرية.

طريقة تلوين سهلة

يتم وضع الدواء على حامل للتلوين ، ومواد الاختبار تصل. يتم تطبيق محلول صبغ عليه باستخدام ماصة. بعد الوقت المحدد ، يتم تجفيف الصبغة بعناية ، ويتم غسل المستحضر بالماء وتجفيفه بورق الترشيح. في طريقة بسيطةيتم استخدام صبغة واحدة. الميثيلين الأزرق والقلوي Leffler يصبغ المستحضر لمدة 3-5 دقائق ، فايفر fuchsin - 1-2 دقيقة (انظر الشكل 4).

يتم وضع قطرة من زيت الغمر على المستحضر الملون والمجفف و

طرق تلطيخ متطورة

صبغة جرام (طريقة عالمية). الطريقة الأكثر شيوعًا للتلوين التفاضلي هي صبغة جرام.

اعتمادًا على نتائج التلوين ، يتم تقسيم جميع الكائنات الحية الدقيقة إلى مجموعتين - موجبة الجرام وسلبية الجرام.

تحتوي البكتيريا موجبة الجرام على ملح المغنيسيوم من الحمض النووي الريبي في جدار الخلية ، والذي يشكل مركبًا معقدًا من اليود والصبغة الرئيسية (الجنطيانا أو الميثيل أو البنفسجي البلوري). لا يتم تدمير هذا المركب بفعل الكحول ، وتحتفظ البكتيريا بلونها الأرجواني.

البكتيريا سالبة الجرام غير قادرة على الاحتفاظ بالصبغة الأساسية ، لأنها لا تحتوي على ملح المغنيسيوم من الحمض النووي الريبي. تحت تأثير الكحول ، يتم غسل الصبغة ، وتصبح الخلايا ملطخة وملطخة بصبغة إضافية (أرجوانية) حمراء.

1. توضع قطعة من الورق على المستحضر حسب سينيف وتوضع بضع قطرات من الماء أو محلول من البنفسج الجنطيانا. وصمة عار 1-2 دقيقة. أزل الورق أو صفي الصبغة.

2. بدون غسل بالماء ، يتم وضع محلول Lugol حتى يتحول إلى اللون الأسود (دقيقة واحدة) ، ثم يتم تجفيف الصبغة.

3. بدون شطف بالماء ، يطبق 96٪ كحول حتى يترك الصبغة (30-60 ثانية). يمكنك خفض الدواء في كوب من الكحول لمدة 1-2 ثانية.

4. اغسل المستحضر بالماء.

5. ملطخ بفايفر ماجنتا لمدة 3 دقائق ، يغسل بالماء ويجفف.

مجهريا باستخدام نظام الغمر.

صبغة Ziehl-Nielsen (للبكتيريا المقاومة للأحماض). تستخدم هذه الطريقة للكشف عن بكتيريا السل والجذام التي تحتوي على كمية كبيرة من الدهون والشمع وأحماض الهيدروكسي في غشاء الخلية. البكتيريا مقاومة للأحماض والقلويات والكحول. لزيادة نفاذية جدار الخلية ، تتم المرحلة الأولى من التلوين بالتسخين.

1. التحضير الثابت مغطى بورق الترشيح ويتم تطبيق fuchsin Ziel. عند إمساك الزجاج بالملاقط ، يتم تسخين المستحضر فوق لهب الموقد حتى تنفد الأبخرة. أضف جزءًا جديدًا من الصبغة وسخنه مرتين أخريين. بعد التبريد ، تتم إزالة الورق وغسل المستحضر بالماء.

2. تمت إزالة اللون من الدواء بمحلول 5٪ من حامض الكبريتيك ، وغمره 2-3 مرات في محلول أو صب حمض على الزجاج ، ثم غسله عدة مرات بالماء.

3. ملطخة بمحلول كحول مائي من الميثيلين الأزرق لمدة 3-5 دقائق ، تغسل بالماء وتجفف.

مجهريا باستخدام نظام الغمر.

البكتيريا المقاومة للأحماض ملطخة باللون الأحمر ، والباقي - أزرق (انظر الشكل 4).

تلطيخ حسب Orzeszko (تحديد الجراثيم). 1. تُسكب بضع قطرات من محلول 0.5٪ من حمض الهيدروكلوريك على مسحة مجففة بالهواء وتُسخن حتى تتكون أبخرة. يتم تجفيف الدواء وتثبيته على اللهب.

2. ملطخ حسب طريقة Ziehl-Nielsen. الجراثيم المقاومة للأحماض ملطخة باللون الوردي والأحمر ، والخلية البكتيرية ملطخة باللون الأزرق (انظر الشكل 4).

بقعة Burri-Ginsu (الكشف عن الكبسولة). تسمى هذه الطريقة سلبية ، حيث أن خلفية الدواء والخلية البكتيرية ملطخة ، بينما تظل الكبسولة غير ملوثة.

1. يتم وضع قطرة من الحبر الأسود ، مخفف 10 مرات ، على شريحة زجاجية. يضيفون القليل من الثقافة إليها. يتم إجراء مسحة بحافة زجاج طحن ، تمامًا مثل مسحة الدم ، ويتم تجفيفها.

2. الإصلاح بالوسائل الكيميائيةالكحول أو التسامي. اشطفه جيدًا بالماء.

3. وصمة عار مع فايفر ماجنتا لمدة 3-5 دقائق. اغسل بعناية وجفف في الهواء.

انتباه! لا تستخدم ورق الترشيح ، حتى لا تتلف التحضير.

مجهريا باستخدام نظام الغمر. خلفية الدواء سوداء ، والخلايا حمراء ، والكبسولات غير ملوثة (انظر الشكل 4).

تلطيخ حيوي للكائنات الحية الدقيقة

لدراسة ثقافة حية ، غالبًا ما تستخدم صبغات الميثيلين الأزرق والأصباغ الأخرى في التخفيفات الكبيرة (1: 10000). يتم خلط قطرة من مادة الاختبار على شريحة زجاجية مع قطرة صبغة ومغطاة بغطاء. مجهريًا بهدف 40x.

دراسة تنقل الكائنات الدقيقة

للدراسة ، يتم استخدام مزرعة البكتيريا التي تنمو في وسط مغذي سائل أو معلق للبكتيريا في محلول كلوريد الصوديوم متساوي التوتر.

طريقة القطرة المسحوقة. ضع قطرة من الثقافة على شريحة زجاجية وقم بتغطيتها بغطاء. من أجل تجنب تكوين فقاعات الهواء ، يتم إحضار الغطاء بحافة إلى حافة السقوط ويتم خفضه بشكل حاد. لحماية الدواء من الجفاف ، يتم وضعه في غرفة رطبة.

الحجرة المبللة عبارة عن طبق بتري مع ورق ترشيح رطب في الأسفل. توضع كبريتان على الورق ويوضع الدواء عليهما. الكوب مغلق بغطاء.

ميكروسكوب تكبير موضوعي 40x في حقل مظلم (انظر الفصل 2).

طريقة إسقاط معلقة(الشكل 8). لتحضير الدواء ، فأنت بحاجة إلى كوب به فتحة وغطاء للغطاء وهلام البترول. حواف الحفرة مغطاة بطبقة رقيقة من الفازلين.

يتم تطبيق قطرة ثقافة على ساترة. ثم قم بتغطية الغطاء الزجاجي بفتحة بحيث يكون القطرة في المركز. يتم تسليم الشرائح اللاصقة بسرعة مع غطاء. القطرة في غرفة محكمة الغلق وتبقى لفترة طويلة. تحت المجهر ، أولاً ، عند التكبير المنخفض (8 ×) ، يتم العثور على حافة القطرة ، ثم يتم دراسة التحضير بتكبير عالي.

أسئلة التحكم

1. كيفية تحضير حلقة بكتيرية؟

2. تسمية أهداف وطرق إصلاح اللطاخات.

3. قم بتسمية الأصباغ الرئيسية.

4. ما هي طرق دراسة تنقل الكائنات الحية الدقيقة؟

يمارس

1. أخذ المستحضرات النهائية ودراستها ورسم الأشكال الرئيسية للكائنات الحية الدقيقة.

2. تحضير مسحات من مواد مختلفة (مستنبت ، صديد ، دم ، مسحات بصمة).

3. تحضيرات البقع بطرق معقدة (حسب الجرام ، زيل - نيلسن ، أوزيشكو ، بوري - جينس).