Σύγχρονη ταξινόμηση μικροοργανισμών. Βασικές αρχές ταξινόμησης βακτηρίων

Διάλεξη Νο. 5 Μορφολογία και συστηματική των μικροοργανισμών. Προκαρυώτες (βακτήρια και ακτινομύκητες).

1 Μορφολογία και συστηματική των μικροοργανισμών.Η μορφολογία των μικροοργανισμών μελετά την εμφάνιση, το σχήμα και τα δομικά χαρακτηριστικά τους, την ικανότητα κίνησης, το σχηματισμό σπορίων και τις μεθόδους αναπαραγωγής τους. Τα μορφολογικά χαρακτηριστικά παίζουν σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση και ταξινόμηση των μικροοργανισμών. Από την αρχαιότητα, ο ζωντανός κόσμος χωρίστηκε σε δύο βασίλεια: το βασίλειο των φυτών και το βασίλειο των ζώων. Όταν ανακαλύφθηκε ο κόσμος των μικροοργανισμών, χωρίστηκαν σε ένα ξεχωριστό βασίλειο. Έτσι, μέχρι τον 19ο αιώνα, ολόκληρος ο κόσμος των ζωντανών οργανισμών ήταν χωρισμένος σε τρία βασίλεια. Στην αρχή, η ταξινόμηση των μικροοργανισμών βασιζόταν σε μορφολογικά χαρακτηριστικά, αφού ένα άτομο δεν γνώριζε τίποτα περισσότερο για αυτούς. Μέχρι το τέλος του 19ου αιώνα, πολλά είδη είχαν περιγραφεί. διάφοροι επιστήμονες, κυρίως βοτανολόγοι, χώρισαν τους μικροοργανισμούς σε ομάδες αποδεκτές για την ταξινόμηση των φυτών. Το 1897, για τη συστηματική των μικροβίων, άρχισαν να χρησιμοποιούν, μαζί με μορφολογικά και φυσιολογικά σημάδια. Όπως αποδείχθηκε αργότερα, για μια επιστημονικά τεκμηριωμένη ταξινόμηση, ορισμένα σημάδια από μόνα τους δεν αρκούν. Επομένως, χρησιμοποιείται ένα σύνολο χαρακτηριστικών:

Μορφολογικά (σχήμα κυττάρου, μέγεθος, κινητικότητα, αναπαραγωγή, σπορίωση, χρώση κατά Gram).

Πολιτιστικός (χαρακτήρας ανάπτυξης σε υγρά και στερεά θρεπτικά μέσα).

Φυσιολογικές και βιοχημικές (φύση των συσσωρευμένων προϊόντων).

Γονοτυπικές (φυσικές και χημικές ιδιότητες του DNA).

Η Genosystematics σας επιτρέπει να προσδιορίσετε τον τύπο των μικροοργανισμών όχι με ομοιότητα, αλλά από συγγένεια. Έχει διαπιστωθεί ότι η νουκλεοτιδική σύνθεση του συνολικού DNA δεν αλλάζει κατά την ανάπτυξη μικροοργανισμών υπό διαφορετικές συνθήκες. Οι μορφές S και R είναι πανομοιότυπες στη σύνθεση του DNA. Έχουν επίσης βρεθεί μικροοργανισμοί που έχουν παρόμοια νουκλεοτιδική σύνθεση του DNA, αν και ανήκουν σε διαφορετικές συστηματικές ομάδες: Escherichia coli και ορισμένα κορυνοβακτήρια. Αυτό δείχνει ότι η συστηματική (ταξονομία) των μικροβίων θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Μέχρι πρόσφατα, όλα τα έμβια όντα της κυτταρικής δομής, ανάλογα με τη σχέση του πυρήνα και των οργανιδίων με το κυτταρόπλασμα, τη σύνθεση του κυτταρικού τοιχώματος και άλλα χαρακτηριστικά, χωρίζονταν σε δύο ομάδες (βασίλεια):

1.1 Προκαρυώτες-προπυρηνικοί (ταξινομημένοι - οργανισμοί που δεν έχουν σαφώς καθορισμένο πυρήνα, που αντιπροσωπεύεται από ένα μόριο DNA με τη μορφή δακτυλίου· η πεπτιδογλυκάνη (μουρεΐνη) και τα τειχοϊκά οξέα αποτελούν μέρος του κυτταρικού τοιχώματος· τα ριβοσώματα έχουν σταθερές καθίζησης 70. ενεργειακά κέντρα του κυττάρου βρίσκονται σε μεσοσώματα και δεν υπάρχουν οργανίδια).

1.2 Πυρηνικοί ευκαρυώτες (με έναν σαφώς καθορισμένο πυρήνα διαχωρισμένο από το κυτταρόπλασμα με μεμβράνη, πεπτιδογλυκάνη και τειχοϊκά οξέα απουσιάζουν στο κυτταρικό τοίχωμα, τα κυτταροπλασματικά ριβοσώματα είναι μεγαλύτερα, η σταθερά καθίζησης είναι 80, οι ενεργειακές διεργασίες πραγματοποιούνται στα μιτοχόνδρια. σύμπλοκο από οργανίδια κ.λπ.).

Αργότερα αποδείχθηκε ότι μεταξύ των μικροοργανισμών υπάρχουν και μη κυτταρικές μορφές-ιοί, και ως εκ τούτου εντοπίστηκε μια τρίτη ομάδα (βασίλειο) - ιούς.

Για τον προσδιορισμό των μικροοργανισμών, υιοθετείται μια διπλή (δυαδική) ονοματολογία, η οποία περιλαμβάνει το όνομα του γένους και του είδους. Το γενικό όνομα γράφεται με κεφαλαίο γράμμα (κεφαλαίο), το όνομα του είδους (ακόμα και προέρχεται από επώνυμο) γράφεται με πεζό (μικρό). Για παράδειγμα, ο βάκιλος του άνθρακα ονομάζεται Bacillus anthracis, το Escherichia coli ονομάζεται Escherichia coli, ο μαύρος aspergillus ονομάζεται Aspergillus niger.

Η βασική (κατώτερη) ταξινομική μονάδα είναι το είδος. Τα είδη ομαδοποιούνται σε γένη, τα γένη σε οικογένειες, οι οικογένειες σε τάξεις, τάξεις σε τάξεις, τάξεις σε διαιρέσεις και διαιρέσεις σε βασίλεια.

Ένα είδος είναι μια συλλογή ατόμων του ίδιου γονότυπου με έντονη φαινοτυπική ομοιότητα.

Καλλιέργεια - μικροοργανισμοί που λαμβάνονται από ζώο, άνθρωπο, φυτό ή περιβαλλοντικό υπόστρωμα και αναπτύσσονται σε μέσο καλλιέργειας. Οι καθαρές καλλιέργειες αποτελούνται από άτομα του ίδιου είδους (ο απόγονος που λαμβάνεται από ένα κύτταρο είναι κλώνος).

Ένα στέλεχος είναι μια καλλιέργεια του ίδιου είδους, απομονωμένη από διαφορετικούς οικοτόπους και χαρακτηρίζεται από μικρές αλλαγές στις ιδιότητες. Για παράδειγμα, το E. coli που απομονώνεται από το ανθρώπινο σώμα, τα βοοειδή, τα υδάτινα σώματα, το έδαφος, μπορεί να είναι διαφορετικών στελεχών.

2 Προκαρυώτες (βακτήρια και ακτινομύκητες).Τα βακτήρια (προκαρυώτες) είναι μια μεγάλη ομάδα μικροοργανισμών (περίπου 1600 είδη), οι περισσότεροι από τους οποίους είναι μονοκύτταροι. Το σχήμα και το μέγεθος των βακτηρίων. Οι κύριες μορφές βακτηρίων είναι σφαιρικές, ραβδόμορφες και τυλιγμένες. Σφαιρικά βακτήρια - οι κόκκοι έχουν το συνηθισμένο σχήμα μπάλας, είναι πεπλατυσμένα, οβάλ ή φασολιού. Οι κόκκοι μπορούν να έχουν τη μορφή μεμονωμένων κυττάρων - μονοκόκκοι (μικρόκοκκοι) ή συνδεδεμένοι σε διάφορους συνδυασμούς: σε ζεύγη - διπλόκοκκοι, τέσσερα κύτταρα - τετρακόκκοι, με τη μορφή περισσότερο ή λιγότερο μακριών αλυσίδων - στρεπτόκοκκων, και επίσης με τη μορφή συστάδων ένα κυβικό σχήμα (σε μορφή συσκευασιών) οκτώ κυψελών διατεταγμένων σε δύο επίπεδα, το ένα πάνω από το άλλο, είναι σαρκίνες. Υπάρχουν συστάδες ακανόνιστου σχήματος, που μοιάζουν με τσαμπιά σταφυλιών - σταφυλόκοκκοι. Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου μπορεί να είναι μεμονωμένα ή συνδεδεμένα σε ζεύγη - διπλοβακτήρια, αλυσίδες τριών έως τεσσάρων ή περισσότερων κυττάρων - στρεπτοβακτήρια. Οι αναλογίες μεταξύ του μήκους και του πάχους των ραβδιών είναι πολύ διαφορετικές. Τα κυρτά ή κυρτά βακτήρια ποικίλλουν σε μήκος, πάχος και βαθμό καμπυλότητας. Τα ραβδιά ελαφρώς καμπυλωμένα με τη μορφή κόμματος ονομάζονται vibrios, τα ραβδιά με μία ή περισσότερες μπούκλες με τιρμπουσόν ονομάζονται σπιρίλα και τα λεπτά ραβδιά με πολλές μπούκλες ονομάζονται σπειροχαίτες. Χάρη στη χρήση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου για τη μελέτη μικροοργανισμών σε φυσικά υποστρώματα, βρέθηκαν βακτήρια που έχουν ένα ειδικό σχήμα κυττάρων: κλειστό ή ανοιχτό δακτύλιο (τοροειδή). με αποφύσεις (προστεκάμι)? σε σχήμα σκουληκιού - μακρύ με κυρτά πολύ λεπτά άκρα. και επίσης με τη μορφή εξαγωνικού αστέρα.

Τα βακτήρια είναι πολύ μικρά και κυμαίνονται από δέκατα του μικρομέτρου (μm) έως μερικά μικρόμετρα. Κατά μέσο όρο, το μέγεθος του σώματος των περισσότερων βακτηρίων είναι 0,5-1 microns και Μέσο μήκοςβακτήρια σε σχήμα ράβδου - 2-5 μικρά. Υπάρχουν βακτήρια των οποίων τα μεγέθη είναι πολύ μεγαλύτερα από το μέσο όρο, και μερικά είναι στα όρια της ορατότητας στα συνηθισμένα οπτικά μικροσκόπια. Το σχήμα του σώματος των βακτηρίων, καθώς και το μέγεθός τους, μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με την ηλικία και τις συνθήκες ανάπτυξης. Ωστόσο, κάτω από ορισμένες, σχετικά σταθερές συνθήκες, τα βακτήρια διατηρούν το μέγεθος και το σχήμα τους που είναι εγγενή σε αυτό το είδος. Η μάζα ενός βακτηριακού κυττάρου είναι πολύ μικρή, περίπου 4-10-1:! ΣΟΛ.

Η δομή ενός βακτηριακού κυττάρου . Το κύτταρο των προκαρυωτικών οργανισμών, στους οποίους περιλαμβάνονται τα βακτήρια, έχει τα θεμελιώδη χαρακτηριστικά της υπερδομής. Το κυτταρικό τοίχωμα (κέλυφος) είναι ένα σημαντικό δομικό στοιχείο των περισσότερων βακτηρίων. Το κυτταρικό τοίχωμα αντιπροσωπεύει το 5 έως 20% της ξηρής ουσίας του κυττάρου. Έχει ελαστικότητα, χρησιμεύει ως μηχανικό φράγμα μεταξύ του πρωτοπλάστη και του περιβάλλοντος, δίνει στο κύτταρο ένα συγκεκριμένο σχήμα. Το κυτταρικό τοίχωμα περιέχει μια ένωση ετεροπολυμερούς ειδική για προκαρυωτικά κύτταρα - πεπτιδογλυκάνη (μουρεΐνη), η οποία απουσιάζει στα κυτταρικά τοιχώματα των ευκαρυωτικών οργανισμών. Σύμφωνα με τη μέθοδο χρώσης που προτάθηκε από τον Δανό φυσικό H. Gram (1884), τα βακτήρια χωρίζονται σε δύο ομάδες: τα θετικά κατά Gram και τα αρνητικά κατά Gram. Τα Gram-θετικά κύτταρα διατηρούν τη χρωστική, ενώ τα Gram-αρνητικά κύτταρα όχι, λόγω των διαφορών στη χημική σύνθεση και την υπερδομή των κυτταρικών τους τοιχωμάτων. Τα θετικά κατά Gram βακτήρια έχουν παχύτερα, άμορφα κυτταρικά τοιχώματα, περιέχουν μεγάλη ποσότητα μουρεΐνης (από 50 έως 90% της ξηρής μάζας του κυτταρικού τοιχώματος) και τειχοϊκά οξέα. Τα κυτταρικά τοιχώματα των gram-αρνητικών βακτηρίων είναι πιο λεπτά, στρωματοποιημένα, περιέχουν πολλά λιπίδια, λίγη μουρεΐνη (5-10%) και καθόλου τειχοϊκά οξέα.

Το κυτταρικό τοίχωμα των βακτηρίων καλύπτεται συχνά με βλέννα. Το βλεννώδες στρώμα μπορεί να είναι λεπτό, ελάχιστα ορατό, αλλά μπορεί να είναι σημαντικό, μπορεί να σχηματίζει μια κάψουλα. Συχνά η κάψουλα είναι πολύ μεγαλύτερη από το βακτηριακό κύτταρο. Η βλέννα των κυτταρικών τοιχωμάτων είναι μερικές φορές τόσο ισχυρή που οι κάψουλες των μεμονωμένων κυττάρων συγχωνεύονται σε βλεννώδεις μάζες (ζωογέλη) στις οποίες διασπείρονται βακτηριακά κύτταρα. Οι βλεννώδεις ουσίες που σχηματίζονται από ορισμένα βακτήρια δεν συγκρατούνται σε μια συμπαγή μάζα γύρω από το κυτταρικό τοίχωμα, αλλά διαχέονται στο περιβάλλον. Όταν πολλαπλασιάζονται γρήγορα σε υγρά υποστρώματα, τα βακτήρια που σχηματίζουν βλέννα μπορούν να τα μετατρέψουν σε μια συνεχή γλοιώδη μάζα. Αυτό το φαινόμενο παρατηρείται μερικές φορές σε ζαχαρούχα εκχυλίσματα από τεύτλα για την παραγωγή ζάχαρης. Σε σύντομο χρονικό διάστημα, το σιρόπι ζάχαρης μπορεί να μετατραπεί σε μια παχύρρευστη γλοιώδη μάζα. Το κρέας, τα λουκάνικα, το τυρί cottage υποβάλλονται σε βλέννα. παρατηρείται το ιξώδες γάλακτος, άλμης, τουρσί, μπύρας, κρασιού. Η ένταση του σχηματισμού βλέννας και η χημική σύσταση της βλέννας εξαρτώνται από τον τύπο των βακτηρίων και τις συνθήκες καλλιέργειας. Η κάψουλα έχει χρήσιμες ιδιότητες, η βλέννα προστατεύει τα κύτταρα από δυσμενείς συνθήκες - σε πολλά βακτήρια, ο σχηματισμός βλέννας αυξάνεται υπό τέτοιες συνθήκες. Η κάψουλα προστατεύει το κύτταρο από μηχανική βλάβη και ξήρανση, δημιουργεί ένα πρόσθετο οσμωτικό φράγμα, χρησιμεύει ως εμπόδιο στη διείσδυση φάγων, αντισωμάτων και μερικές φορές αποτελεί πηγή αποθεματικών θρεπτικών ουσιών. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη διαχωρίζει τα περιεχόμενα του κυττάρου από το κυτταρικό τοίχωμα. Αυτή είναι μια υποχρεωτική δομή οποιουδήποτε κυττάρου. Εάν παραβιαστεί η ακεραιότητα της κυτταροπλασματικής μεμβράνης, το κύτταρο χάνει τη βιωσιμότητά του. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη αντιπροσωπεύει το 8-15% της ξηρής ουσίας του κυττάρου. Η μεμβράνη περιέχει έως και 70-90% κυτταρικά λιπίδια, το πάχος της είναι 7-10 nm 1 . Σε τμήματα κυττάρων σε ηλεκτρονικό μικροσκόπιο, είναι ορατό με τη μορφή δομής τριών στρωμάτων - ένα στρώμα λιπιδίων και δύο στρώματα πρωτεΐνης δίπλα σε αυτό και στις δύο πλευρές. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη κατά τόπους προεξέχει μέσα στο κύτταρο, σχηματίζοντας κάθε είδους μεμβρανικές δομές. Περιέχει διάφορα ένζυμα. είναι ημιπερατό, παίζει σημαντικό ρόλο στην ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος. Το κυτταρόπλασμα ενός βακτηριακού κυττάρου είναι ένα ημι-ρευστό, παχύρρευστο, κολλοειδές σύστημα. Σε ορισμένα σημεία διαποτίζεται από μεμβρανικές δομές - μεσοσώματα, που προήλθαν από την κυτταροπλασματική μεμβράνη και διατήρησαν τη σύνδεσή τους με αυτήν. Τα μεσοσωμάτια εκτελούν διάφορες λειτουργίες. σε αυτά και στην κυτταροπλασματική μεμβράνη που σχετίζεται με αυτά υπάρχουν ένζυμα που εμπλέκονται σε ενεργειακές διεργασίες - στην παροχή ενέργειας στο κύτταρο. Τα καλά ανεπτυγμένα μεσοσώματα βρίσκονται μόνο σε θετικά κατά Gram βακτήρια, ενώ στα αρνητικά κατά Gram βακτήρια είναι ελάχιστα αναπτυγμένα και έχουν απλούστερη δομή. Το κυτταρόπλασμα περιέχει ριβοσώματα, μια πυρηνική συσκευή και διάφορα εγκλείσματα. Τα ριβοσώματα διασκορπίζονται στο κυτταρόπλασμα με τη μορφή κόκκων 20-30 nm. Τα ριβοσώματα είναι περίπου 60% ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) και 40% πρωτεΐνη. Τα ριβοσώματα είναι υπεύθυνα για την πρωτεϊνική σύνθεση των κυττάρων. Σε ένα βακτηριακό κύτταρο, ανάλογα με την ηλικία και τις συνθήκες ζωής του, μπορεί να υπάρχουν ή να μην υπάρχουν 5-50 χιλιάδες ριβοσώματα. Η πυρηνική συσκευή των βακτηρίων ονομάζεται νουκλεοειδές. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία υπερλεπτών τμημάτων βακτηριακών κυττάρων κατέστησε δυνατό να διαπιστωθεί ότι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας του κυττάρου είναι το μόριο δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA). Το DNA έχει τη μορφή διπλού ελικοειδούς κλώνου κλειστού σε δακτύλιο. ονομάζεται επίσης «βακτηριακό χρωμόσωμα». Βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή του κυτταροπλάσματος, αλλά δεν χωρίζεται από αυτό με τη δική του μεμβράνη.

Κυτοπλασματικό συμπερίληψη Τα βακτηριακά κύτταρα είναι διαφορετικά, κυρίως αυτά είναι εφεδρικά θρεπτικά συστατικά που εναποτίθενται στα κύτταρα όταν αναπτύσσονται σε συνθήκες περίσσειας θρεπτικών συστατικών στο περιβάλλον και καταναλώνονται όταν τα κύτταρα πέφτουν σε συνθήκες πείνας. Οι πολυσακχαρίτες εναποτίθενται στα βακτηριακά κύτταρα: το γλυκογόνο, μια ουσία που μοιάζει με άμυλο σε κόκκους, τα οποία χρησιμοποιούνται ως πηγή άνθρακα και ενέργειας. Τα λιπίδια βρίσκονται στα κύτταρα με τη μορφή κόκκων και σταγονιδίων. Το λίπος είναι μια καλή πηγή άνθρακα και ενέργειας. Πολλά βακτήρια συσσωρεύουν πολυφωσφορικά. Περιέχονται σε κόκκους βολουτίνης και χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα ως πηγή φωσφόρου και ενέργειας. Το μοριακό θείο εναποτίθεται στα κύτταρα των βακτηρίων του θείου.

Κινητικότητα βακτηρίων . Τα σφαιρικά βακτήρια είναι συνήθως ακίνητα. Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου είναι τόσο κινητά όσο και μη κινητικά. Τα κυρτά και σπειροειδή βακτήρια είναι κινητά. Μερικά βακτήρια κινούνται ολισθαίνοντας. Η κίνηση των περισσότερων βακτηρίων πραγματοποιείται με τη χρήση μαστιγίων. Τα μαστίγια είναι λεπτά, σπειροειδώς στριμμένα νημάτια πρωτεϊνικής φύσης που μπορούν να εκτελούν περιστροφικές κινήσεις. Το μήκος των μαστιγίων είναι διαφορετικό και το πάχος είναι τόσο μικρό (10-20 nm) που μπορούν να φανούν σε μικροσκόπιο φωτός μόνο μετά από ειδική επεξεργασία του κυττάρου. Η παρουσία, ο αριθμός και η θέση των μαστιγίων είναι σταθερά χαρακτηριστικά για το είδος και έχουν διαγνωστική αξία. Τα βακτήρια με ένα μαστίγιο στο τέλος του κυττάρου ονομάζονται μονότριχα. με ένα μάτσο μαστίγια - lofotrichs ", με ένα μάτσο μαστίγια και στα δύο άκρα του κυττάρου - αμφιτρίχια· τα βακτήρια στα οποία βρίσκονται μαστίγια σε ολόκληρη την επιφάνεια του κυττάρου ονομάζονται περιτριχώδη. Η ταχύτητα κίνησης των βακτηρίων είναι υψηλή: σε ένα δευτερόλεπτο ένα κύτταρο με μαστίγια μπορεί να διανύσει απόσταση 20-50 φορές μεγαλύτερη από το μήκος του σώματός του. Κάτω από δυσμενείς συνθήκες διαβίωσης, με τη γήρανση του κυττάρου, με τη μηχανική δράση, μπορεί να χαθεί η κινητικότητα. Εκτός από τα μαστίγια, Στην επιφάνεια ορισμένων βακτηρίων υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός νηματοειδών σχηματισμών, πολύ λεπτότεροι και κοντύτεροι από τα μαστίγια - κροσσοί (ή πιλί).

Αναπαραγωγή βακτηρίων. Τα προκαρυωτικά κύτταρα χαρακτηρίζονται από απλή κυτταρική διαίρεση στα δύο. Η κυτταρική διαίρεση αρχίζει, κατά κανόνα, λίγο καιρό μετά τη διαίρεση του νουκλεοειδούς. Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου διαιρούνται σε σφαιρικά σχήματα σε διαφορετικά επίπεδα. Ανάλογα με τον προσανατολισμό του επιπέδου σχάσης και τον αριθμό τους, προκύπτουν διάφορες μορφές: απλοί κόκκοι, ζευγαρωμένοι, αλυσίδες, με τη μορφή συσκευασιών, συστάδων. Ένα χαρακτηριστικό της αναπαραγωγής των βακτηρίων είναι η ταχύτητα της διαδικασίας. Ο ρυθμός διαίρεσης εξαρτάται από τον τύπο των βακτηρίων, τις συνθήκες καλλιέργειας: ορισμένα είδη διαιρούνται κάθε 15-20 λεπτά, άλλα - μετά από 5-10 ώρες.Με αυτή τη διαίρεση, ο αριθμός των βακτηριακών κυττάρων την ημέρα φτάνει σε τεράστιο ποσό. Αυτό παρατηρείται συχνά σε προϊόντα διατροφής: γρήγορο ξίνισμα του γάλακτος λόγω της ανάπτυξης βακτηρίων γαλακτικού οξέος, ταχεία αλλοίωση του κρέατος και των ψαριών λόγω της ανάπτυξης σήψης βακτηρίων κ.λπ.

Σπορίωση. Τα σπόρια στα βακτήρια σχηματίζονται συνήθως κάτω από δυσμενείς συνθήκες ανάπτυξης: με έλλειψη θρεπτικών ουσιών, αλλαγές θερμοκρασίας, pH, με συσσώρευση μεταβολικών προϊόντων πάνω από ένα ορισμένο επίπεδο. Τα βακτήρια σε σχήμα ράβδου έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν σπόρια. Κάθε κύτταρο παράγει μόνο ένα σπόριο (ενδόσπορο).

Η δημιουργία σπορίων είναι μια πολύπλοκη διαδικασία, διακρίνονται πολλά στάδια σε αυτήν: πρώτον, παρατηρείται μια αναδιάρθρωση του γενετικού μηχανισμού του κυττάρου και η μορφολογία του νουκλεοειδούς αλλάζει. Η σύνθεση του DNA σταματά στο κύτταρο. Το πυρηνικό DNA εξάγεται ως κλώνος, ο οποίος στη συνέχεια χωρίζεται. μέρος του συγκεντρώνεται σε έναν από τους πόλους του κυττάρου. Αυτό το τμήμα του κυττάρου ονομάζεται σπορογόνος ζώνη. Στη σπορογενή ζώνη, το κυτταρόπλασμα γίνεται πιο πυκνό, τότε αυτή η περιοχή διαχωρίζεται από το υπόλοιπο κυτταρικό περιεχόμενο με ένα διάφραγμα (διάφραγμα). Η περιοχή αποκοπής καλύπτεται από τη μεμβράνη του μητρικού κυττάρου, σχηματίζεται το λεγόμενο πρόσπορο. Το πρόσπορο είναι μια δομή που βρίσκεται μέσα στο μητρικό κύτταρο, από το οποίο χωρίζεται από δύο μεμβράνες: την εξωτερική και την εσωτερική. Ένα φλοιώδες στρώμα (φλοιός) σχηματίζεται μεταξύ των μεμβρανών, παρόμοιο σε χημική σύνθεση με το κυτταρικό τοίχωμα ενός βλαστικού κυττάρου. Εκτός από την πεπτιδογλυκάνη, ο φλοιός περιέχει διπικολινικό οξύ (C 7 H 8 O 4 Mg), το οποίο απουσιάζει στα βλαστικά κύτταρα. Στη συνέχεια, σχηματίζεται ένα κέλυφος σπορίων στην κορυφή του προσπορίου, που αποτελείται από πολλά στρώματα. Ο αριθμός, το πάχος και η δομή των στρωμάτων είναι διαφορετικά για ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙβακτήρια. Η επιφάνεια του εξωτερικού κελύφους μπορεί να είναι λεία ή με αποφύσεις διαφορετικών μηκών και σχημάτων. Πάνω από το κέλυφος των σπορίων, συχνά σχηματίζεται ένα λεπτό κάλυμμα που περιβάλλει το σπόρο με τη μορφή θήκης, το εξωσπόριο.

Τα σπόρια έχουν συνήθως στρογγυλό ή ωοειδές σχήμα. Η διάμετρος των σπορίων ορισμένων βακτηρίων υπερβαίνει το πλάτος του κυττάρου, με αποτέλεσμα να αλλάζει το σχήμα των σποροφόρων κυττάρων. Το κελί παίρνει τη μορφή ατράκτου (κλωστρίδιο) , εάν το σπόριο βρίσκεται στο κέντρο του, ή το σχήμα ενός τυμπάνου (πλεκτρίδιο)όταν το σπόριο βρίσκεται κοντά στο τέλος του κυττάρου.

Μετά την ωρίμανση του σπορίου, το μητρικό κύτταρο πεθαίνει, το κέλυφός του καταστρέφεται και το σπόρο απελευθερώνεται. Η διαδικασία σχηματισμού σπορίων διαρκεί αρκετές ώρες.

Η παρουσία πυκνής, αδιαπέραστης μεμβράνης σε βακτηριακά σπόρια, χαμηλή περιεκτικότητα σε νερό σε αυτήν, μεγάλη ποσότητα λιπιδίων, καθώς και η παρουσία ασβέστιοΚαι διπικολινικό οξύπροσδιορίζουν την υψηλή αντοχή των σπορίων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες. Τα σπόρια μπορούν να επιβιώσουν για εκατοντάδες ή και χιλιάδες χρόνια. Για παράδειγμα, βιώσιμα σπόρια έχουν απομονωθεί από πτώματα μαμούθ και αιγυπτιακών μούμιων, τα οποία είναι χιλιάδων ετών. Τα σπόρια είναι ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες: σε ξηρή κατάσταση, πεθαίνουν μετά από θέρμανση στους 165-170 ° C για 1,5-2 ώρες και με υπέρθερμο ατμό (σε αυτόκλειστο) - στους 121 ° C για 15-30 λεπτά.

Κάτω από ευνοϊκές συνθήκες, ο σπόρος βλασταίνει σε ένα βλαστικό κύτταρο. αυτή η διαδικασία συνήθως διαρκεί αρκετές ώρες.

Το βλαστάρι σπόριο αρχίζει να απορροφά ενεργά το νερό, τα ένζυμα του ενεργοποιούνται και οι βιοχημικές διεργασίες που οδηγούν στην ανάπτυξη εντείνονται. Κατά τη βλάστηση των σπορίων, ο φλοιός μετατρέπεται στο κυτταρικό τοίχωμα ενός νεαρού βλαστικού κυττάρου. Το διπικολικό οξύ και το ασβέστιο απελευθερώνονται στο εξωτερικό περιβάλλον. Το εξωτερικό κέλυφος του σπορίου είναι σχισμένο, μέσα από τα κενά βγαίνει το «βλαστάρι» ενός νέου κυττάρου, από το οποίο στη συνέχεια σχηματίζεται ένα βλαστικό βακτηριακό κύτταρο.

Η αλλοίωση των τροφών προκαλείται μόνο από βλαστικά κύτταρα. Η γνώση των παραγόντων που συμβάλλουν στο σχηματισμό σπορίων στα βακτήρια και των παραγόντων που τα προκαλούν να αναπτυχθούν σε βλαστικά κύτταρα είναι σημαντική για την επιλογή μιας μεθόδου επεξεργασίας προϊόντων προκειμένου να αποτραπεί η μικροβιακή αλλοίωση τους.

Οι παραπάνω πληροφορίες χαρακτηρίζουν κυρίως τα λεγόμενα αληθινά βακτήρια. Υπάρχουν και άλλα, λίγο πολύ διαφορετικά από αυτά, που περιλαμβάνουν τα παρακάτω.

Νηματώδη (νηματοειδή βακτήρια). Πρόκειται για πολυκύτταρους οργανισμούς με τη μορφή νημάτων διάφορα μήκη, με διάμετρο 1 έως 7 microns, κινητό ή προσαρτημένο στο υπόστρωμα. Κυρίως νημάτια με γλοιώδη θήκη. Μπορεί να περιέχουν οξείδιο του μαγνησίου ή οξείδια σιδήρου. Ζουν σε υδάτινα σώματα, βρίσκονται στο έδαφος.

Μυξοβακτήρια. Πρόκειται για βακτήρια σε σχήμα ράβδου που κινούνται ολισθαίνοντας. Σχηματίζουν καρποφόρα σώματα - συστάδες κυττάρων που περικλείονται σε βλέννα. Τα κύτταρα στα καρποφόρα σώματα περνούν σε κατάσταση ηρεμίας - μυξοσπόρια. Αυτά τα βακτήρια ζουν στο έδαφος, σε διάφορα φυτικά υπολείμματα.

Τα βλαστάρια και τα βακτήρια του μίσχου αναπαράγονται με εκβλάστηση, σχηματίζοντας μίσχους ή και με τα δύο. Υπάρχουν είδη με αποφύσεις - προσθετικά. Ζουν σε εδάφη και υδάτινα σώματα.

Ακτινομύκητες. Τα βακτήρια είναι διακλαδισμένα. Μερικά είναι ελαφρώς διακλαδισμένα ραβδιά (βλ. Εικ. 2, ε), άλλα έχουν τη μορφή λεπτών διακλαδιζόμενων νημάτων που σχηματίζουν ένα μονοκύτταρο μυκήλιο. Οι μυκηλιακές ακτινομύκητες, που ονομάζονται «ακτινοβόλος μύκητες», αναπαράγονται με σπόρια που αναπτύσσονται στους εναέριους κλάδους του μυκηλίου. Οι ακτινομύκητες είναι έγχρωμοι. είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση. Βρίσκονται επίσης σε προϊόντα διατροφής και μπορούν να προκαλέσουν αλλοίωση. Το προϊόν αποκτά μια χαρακτηριστική γήινη οσμή. Πολλοί ακτινομύκητες παράγουν αντιβιοτικά. Υπάρχουν είδη που είναι παθογόνα για τον άνθρωπο και τα ζώα.

Μυκόπλασμα. Οι οργανισμοί χωρίς κυτταρικό τοίχωμα καλύπτονται μόνο από μια μεμβράνη τριών στρωμάτων. Τα κύτταρα είναι πολύ μικρά, μερικές φορές υπερμικροσκοπικά σε μέγεθος (περίπου 200 nm), πλειομορφικά (διάφορων σχημάτων) - από κοκοειδή έως νηματώδη. Κάποια προκαλούν ασθένειες σε ανθρώπους, ζώα, φυτά.

Βασικές αρχές ταξινόμησης βακτηρίων Τα σύγχρονα συστήματα ταξινόμησης βακτηρίων είναι ουσιαστικά τεχνητά, συνδυάζοντας τα βακτήρια σε ορισμένες ομάδες με βάση την ομοιότητά τους ως προς ένα σύμπλεγμα μορφολογικών, φυσιολογικών, βιοχημικών και γονοτυπικών χαρακτήρων. ) χρησιμοποιείται.- 9η έκδοση). Σύμφωνα με την 8η έκδοση, όλοι οι προκαρυώτες χωρίζονται σε δύο τμήματα - κυανοβακτήρια και βακτήρια. Το πρώτο τμήμα - τα κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια) - είναι φωτοτροφικοί μικροοργανισμοί. Το δεύτερο τμήμα είναι τα βακτήρια. Το τμήμα αυτό χωρίζεται σε 19 ομάδες. Η 17η ομάδα περιλαμβάνει ακτινομύκητες. Σύμφωνα με την 9η έκδοση, το βασίλειο των προκαρυωτών χωρίζεται σε τέσσερις ενότητες ανάλογα με την παρουσία ή την απουσία κυτταρικού τοιχώματος και τη χημική του σύσταση: το πρώτο τμήμα περιλαμβάνει ομάδες με λεπτό δέρμα βακτηρίων, gram-αρνητικά, φωτοτροφικά και κυανοβακτήρια. Στο 2ο τμήμα - σκληρό δέρμα, περιλαμβάνονται ομάδες βακτηρίων που είναι θετικές για χρώση κατά Gram. το τρίτο τμήμα περιλαμβάνει μυκόπλασμα - βακτήρια που δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα. το τέταρτο τμήμα περιλαμβάνει το σχηματισμό μεθανίου και τα αρχαιοβακτήρια (μια ειδική ομάδα βακτηρίων που ζει σε ακραίες συνθήκεςπεριβάλλον και είναι μια από τις παλαιότερες μορφές ζωής).

Το πρόβλημα της προέλευσης και της εξέλιξης των μικροοργανισμών είναι πολύ περίπλοκο. Το 1886, ο Γερμανός βιολόγος E. Haeckel πρότεινε να ξεχωρίσει τους μικροοργανισμούς που δεν διαφοροποιούνται σε όργανα και ιστούς (πρωτόζωα, μύκητες, βακτήρια) σε ένα ξεχωριστό βασίλειο - Protista (διαμαρτυρίες, πρωταρχικά όντα), συμπεριλαμβανομένων οργανισμών που από πολλές απόψεις καταλαμβάνουν ενδιάμεσους θέση μεταξύ φυτών και ζώων. Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη τη δομή των κυττάρων, οι πρωτιστές υποδιαιρέθηκαν σε δύο σαφώς οριοθετημένες ομάδες - υψηλότερες και χαμηλότερες. Στους ανώτερους πρωτιστές, τα κύτταρα είναι παρόμοια με τα φυτικά και ζωικά κύτταρα· αυτά είναι ευκαρυώτες. Αυτά περιλαμβάνουν μικροσκοπικά φύκια (εκτός από μπλε-πράσινο), μικροσκοπικούς μύκητες (μούχλα και ζυμομύκητες). Τα κατώτερα περιλαμβάνουν πρωτίστες, των οποίων τα κύτταρα στη δομή διαφέρουν σημαντικά από όλους τους άλλους οργανισμούς (βακτήρια και γαλαζοπράσινα φύκια), αυτοί είναι προκαρυώτες.

Τα ευκαρυωτικά κύτταρα έχουν δευτερεύουσες κοιλότητες. Η πυρηνική μεμβράνη που διαχωρίζει το DNA από το υπόλοιπο κυτταρόπλασμα σχηματίζει μια δευτερεύουσα κοιλότητα. Οι ευκαρυώτες έχουν πραγματικό πυρήνα, τα ριβοσώματα είναι μεγαλύτερα, το γονιδίωμα αντιπροσωπεύεται από ένα σύνολο χρωμοσωμάτων, τα οποία διπλασιάζονται κατά τη μίτωση και κατανέμονται μεταξύ των θυγατρικών κυττάρων.

Οι προκαρυώτες δεν έχουν πυρήνα που περικλείεται από μεμβράνη. Το πυρηνικό DNA με τη μορφή ενός μορίου κλειστού σε έναν δακτύλιο βρίσκεται ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα. Το κυτταρικό τοίχωμα (με εξαίρεση τα μυκοπλάσματα) περιέχει πεπτιδογλυκάνη (μουρσίνη), η οποία δεν βρίσκεται στους ευκαρυώτες.

Από αυτή την άποψη, προτάθηκε να διατεθούν όλοι οι προκαρυώτες σε ένα ειδικό βασίλειο - Procaryotae. Το βασίλειο Eycaryotae περιλαμβάνει όλους τους ανώτερους πρωτιστές, φυτά και ζώα.

Η συστηματική (ταξονομία) είναι μια επιστήμη που ασχολείται με την ταξινόμηση, την ονοματολογία και την ταυτοποίηση μικροοργανισμών. Το καθήκον της ταξινόμησης είναι ο συνδυασμός μικροοργανισμών με κοινές ιδιότητες σε ορισμένες ομάδες (ταξά). Η ονοματολογία είναι ένα σύστημα ονομάτων που χρησιμοποιούνται σε ένα συγκεκριμένο γνωστικό πεδίο. Ταυτοποίηση είναι η αντιστοίχιση μικροοργανισμών σε ένα συγκεκριμένο ταξινομικό (είδος) βάσει συγκεκριμένων χαρακτηριστικών.

Για να αποδοθεί ένας μικροοργανισμός σε μια ή την άλλη ταξινομική ομάδα, είναι απαραίτητο να προσδιοριστούν τα κύρια χαρακτηριστικά του: μορφολογία, κινητικότητα, χρώση κατά Gram, παρουσία κάψουλας και ικανότητα σχηματισμού ενδοσπόρων, πολιτιστικές και βιοχημικές ιδιότητες και ορισμένα άλλα χαρακτηριστικά . Στην ταξινόμηση για την ομαδοποίηση συγγενών οργανισμών, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες ταξινομικές κατηγορίες: βασίλειο (regnum), τμήμα (divisio), τμήμα (τμήμα), τάξη (classis), τάξη (ordo), οικογένεια (familia), γένος (γένος), είδος (είδος) .

Σύμφωνα με τον νέο Κώδικα Ονοματολογίας για Βακτήρια, που εισήχθη την 1η Ιανουαρίου 1980, η ονομασία των μικροοργανισμών αποδίδεται σύμφωνα με τους κανόνες του Διεθνούς Κώδικα Ονοματολογίας για τα Βακτήρια. Στη μικροβιολογία, όπως και στη βιολογία, μια διπλή (δυαδική) ονοματολογία, που προτάθηκε ήδη από τον 18ο αιώνα, χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των βακτηριακών ειδών. Κ. Λινναίος. Η πρώτη λέξη είναι το όνομα του γένους. Συνήθως αυτή είναι μια λατινική λέξη, γράφεται με κεφαλαίο γράμμα και χαρακτηρίζει οποιοδήποτε μορφολογικό ή φυσιολογικό χαρακτηριστικό ή το όνομα του επιστήμονα που ανακάλυψε αυτό το μικρόβιο. Η δεύτερη λέξη γράφεται με κεφαλαία. Υποδηλώνει το όνομα του είδους ενός μικροοργανισμού και, κατά κανόνα, είναι παράγωγο ενός ουσιαστικού που περιγράφει το χρώμα της αποικίας, την πηγή προέλευσης του μικροοργανισμού, τη διαδικασία ή την ασθένεια που προκαλείται από αυτόν και κάποια άλλα σήματα κατατεθέντα. Για παράδειγμα, το Escherichia coli υποδεικνύει ότι το μικρόβιο ανακάλυψε το Eschrich, το coli - κάτοικος του εντέρου, ο Bacillus anthracis - το μικρόβιο σχηματίζει ένα σπόριο, ο anthracis - ο αιτιολογικός παράγοντας του άνθρακα, ο Azolobactcr - ένας μικροοργανισμός που καθορίζει το ατμοσφαιρικό άζωτο.

Η κύρια μονάδα ονοματολογίας είναι το είδος. Ο V. D. Timakov (1973) θα του δώσει τον ακόλουθο ορισμό: «Ένα είδος είναι ένα σύνολο μικροοργανισμών που έχουν κοινή προέλευση και γονότυπο, είναι παρόμοιοι σε μορφολογικές και βιολογικές ιδιότητες και έχουν μια κληρονομικά σταθερή ικανότητα να προκαλούν ποιοτικά ορισμένες συγκεκριμένες διεργασίες σε ο φυσικός τους βιότοπος». Το είδος υποδιαιρείται σε υποείδη ή παραλλαγές. Κατά τη μελέτη των απομονωμένων βακτηρίων, συχνά διαπιστώνεται απόκλιση από τις τυπικές ιδιότητες του είδους, μια τέτοια καλλιέργεια θεωρείται ως υποείδος. Υπάρχουν επίσης υπο-υποειδικές υποδιαιρέσεις, οι οποίες βασίζονται στη διαφορά μεταξύ των ατόμων από κάποιο μικρό κληρονομικό χαρακτηριστικό: αντιγονικό - οροπαραγωγικό, βιοχημικό - βιοβαρικό, σχέση με φάγους - φαγόβαρο, παθογένεια - παθογόνος κ.λπ.

Στη μικροβιολογία χρησιμοποιούνται οι όροι «στέλεχος» και «κλώνος». Στέλεχος - μια καλλιέργεια του ίδιου είδους, που απομονώνεται από διαφορετικά αντικείμενα και χαρακτηρίζεται από μικρές αλλαγές στις ιδιότητες (για παράδειγμα, ευαισθησία στα αντιβιοτικά, ζύμωση υδατανθράκων κ.λπ.). Ο όρος "καλλιέργεια" αναφέρεται σε μικροοργανισμούς που αναπτύσσονται σε ένα στερεό ή υγρό θρεπτικό μέσο σε ένα εργαστήριο. Ένας κλώνος είναι μια καλλιέργεια που προέρχεται από ένα μόνο κύτταρο. Μια καλλιέργεια μικροοργανισμών που λαμβάνεται από άτομα του ίδιου είδους ονομάζεται καθαρή καλλιέργεια. Μια μικτή καλλιέργεια είναι ένα μείγμα ετερογενών μικροοργανισμών που απομονώνονται από το υπό μελέτη υλικό (γάλα, έδαφος, νερό, παθολογικό υλικό).

Στη μικροβιολογία, υπάρχουν δύο διαφορετικές προσεγγίσεις στη συστηματική που οδηγούν σε δύο τύπους ταξινόμησης. Το πρώτο βασίζεται στην ιδέα της δημιουργίας μιας φυσικής (φυλογενετικής) ταξινόμησης των προκαρυωτών, δηλαδή στην οικοδόμηση ενός ενιαίου συστήματος που αντικατοπτρίζει αντικειμενικά τη σχέση μεταξύ διαφορετικών ομάδων και την ιστορία της εξελικτικής τους ανάπτυξής. Η δεύτερη προσέγγιση στη συστηματική επιδιώκει πρακτικούς στόχους και χρησιμεύει για την ταυτοποίηση, δηλ. τη διαπίστωση της υπαγωγής ενός μικροοργανισμού σε ένα συγκεκριμένο είδος. Αυτή είναι μια τεχνητή ταξινόμηση (παραδοσιακή). Τα σύγχρονα συστήματα ταξινόμησης για μικροοργανισμούς είναι ουσιαστικά τεχνητά. Αυτό εξυπηρετείται από καθοριστικούς παράγοντες, οι οποίοι χρησιμοποιούνται κυρίως για την αναγνώριση ενός συγκεκριμένου μικροοργανισμού. Τέτοιοι καθοριστικοί παράγοντες περιλαμβάνουν: «Κλειδί για τα βακτήρια και τους ακτινομύκητες» του N. A. Krasilnikov (1949), «Key to microbes» του R. A. Zion (1948) και άλλα. Bergi, η ένατη έκδοση του οποίου δημοσιεύτηκε το 1984. Σε αυτόν τον οδηγό, όλα Οι προκαρυωτικοί μικροοργανισμοί συνδυάζονται στο βασίλειο Procaryotae, το οποίο χωρίζεται σε τέσσερα τμήματα. Αυτοί, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε τμήματα, τάξεις, τάξεις, οικογένειες, γένη, είδη.

Τμήμα Ι. Gracilicutes (gracilus - λεπτός, λεπτός, cules - δέρμα). Στο τμήμα περιλαμβάνονται αρνητικοί κατά Gram μικροοργανισμοί. Το τμήμα έχει εννέα τμήματα.

Ενότητα 1. Σπειροχαίτες. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ενώνονται στην τάξη Spirochaetales, η οποία έχει δύο οικογένειες: Spirochaetaceae (τέσσερα γένη), Leptospiraceae (ένα γένος).

Ενότητα 2. Σπειροειδή και κυρτά αερόβια (μικροαερόφιλα). Υπάρχει μια οικογένεια στο τμήμα - Spirillaceae, στην οποία υπάρχουν έξι γένη. Μικροοργανισμοί παθογόνοι για τον άνθρωπο και τα ζώα βρίσκονται στο γένος Campylobaccr.

Ενότητα 3. Η ενότητα περιλαμβάνει gram-αρνητικά μη κινητικά καμπύλα βακτήρια. Υπάρχει μια οικογένεια - Spirosomonaceac, στην οποία υπάρχουν τρία γένη. Κανένα από αυτά δεν είναι παθογόνο.

Ενότητα 4. Αερόβιες γραμ-αρνητικές ράβδοι, στρογγυλές και κόκκοι. Υπάρχουν οκτώ οικογένειες στο τμήμα, δύο εκ των οποίων έχουν παθογόνους μικροοργανισμούς. Η οικογένεια Pseudomonadaceae έχει τέσσερα γένη, περισσότερα από 25 είδη, μεταξύ των οποίων υπάρχουν και παθογόνα (Ps. mallei κ.λπ.). Η οικογένεια Ncisseriaccae έχει 16 γένη. Το γένος Neisseria και Moraxella περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς για ανθρώπους και ζώα.

Αυτό το τμήμα περιλαμβάνει τα γένη Bordelella, Brucella και Francisella, τα οποία δεν έχουν οικογένειες. Τα γένη περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς για ανθρώπους και ζώα.

Ενότητα 5. Gram-αρνητικά προαιρετικά αναερόβια. Υπάρχουν τρεις οικογένειες στο τμήμα: Enterobacleriaccae, Vibrionaceae και Pasteurellaccae. Η οικογένεια Entcrobacteriaceac έχει 14 γένη (Escherichia, Salmonella, Citrobacler, Klcbsiella. Enterobacter. Erwinia, Shigclla, Proteus, Yersinia κ.λπ.). Η οικογένεια Vibrionaceae έχει δύο γένη. Στο γένος Vibrio περιλαμβάνονται παθογόνοι μικροοργανισμοί.

Η οικογένεια Pasteurellaceae έχει τρία κύρια γένη: Pasteurella, Haemophilus και Actinobacillus. Περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς.

Ενότητα 6. Αυστηρά αναερόβια. Καμπύλες Gram-αρνητικές ράβδοι. Το τμήμα έχει μια οικογένεια - Bacteroidaceae, στην οποία υπάρχουν 13 γένη, μεταξύ των οποίων υπάρχουν παθογόνα.

Ενότητα 7. Η ενότητα περιλαμβάνει ανομοιογενή και αποσυντιθέμενα θειικά βακτήρια. Υπάρχουν επτά γένη, μεταξύ των οποίων δεν υπάρχουν παθογόνα.

Ενότητα 8. Αναερόβιοι gram-αρνητικοί κόκκοι. Υπάρχει μια οικογένεια στο τμήμα - Vellonellaceae, στην οποία υπάρχουν τρία γένη.

Ενότητα 9. Ρικέτσια και χλαμύδια. Υπάρχουν δύο παραγγελίες στην ενότητα: Rickettsiales και Chlamydiales. Η τάξη Rickettsiales έχει τρεις οικογένειες: Rickettsiaceae, Barlonellaceac και Anaplasmataceae. Η οικογένεια Rickettsiaceae έχει τρεις φυλές με οκτώ γένη. Η οικογένεια Bartonellaceae περιέχει δύο γένη και τα Anaplasmataceae τέσσερα. Η τάξη των Chlamydiales έχει μια οικογένεια, τα Chlamydiaceae και ένα γένος, τα Chlamydia. Όλες οι οικογένειες περιέχουν παθογόνους μικροοργανισμούς.

Ενότητα II. Firmicutes (λατ. firmis - δυνατός, χαριτωμένος - δέρμα). Το τμήμα περιλαμβάνει θετικούς κατά Gram κόκκους, ράβδους ή νήματα.

Ενότητα 12. Gram-θετικοί κόκκοι. Υπάρχουν δύο οικογένειες στο τμήμα: Micrococcaceae και Deinococcaceae. Η οικογένεια Micrococcaceae έχει τέσσερα γένη (Micrococcus, Stomatococcus, Pianococcus, Staphylococcus). Εκτός από αυτές τις δύο οικογένειες, η ενότητα αυτή περιλαμβάνει 10 ακόμη ανεξάρτητα γένη (Streptococcus, Leuconostos, Pedicoccus, Sarcina κ.λπ.).

Ενότητα 13. Αυτό το τμήμα περιλαμβάνει ράβδους και κόκκους που σχηματίζουν σπόρους θετικούς κατά Gram. Στο τμήμα των πεθερικών γενών: Bacillus, Clostridium, Sporolactobacillus, Sporosarcina κλπ. Τα δύο πρώτα γένη έχουν παθογόνα είδη.

Ενότητα 14. Ράβδοι θετικές κατά Gram που δεν σχηματίζουν σπόρια. Στην ενότητα παρουσιάζονται επτά γένη: Lactobacillus, Listeria, Erysipclotrix κλπ. Υπάρχουν παθογόνα.

Ενότητα 15. Ενδοκυτταρικές Gram θετικές ράβδοι που δεν σχηματίζουν σπόρια. Η ενότητα περιλαμβάνει 21 γένη (Corynobacterium, Microbacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Acetobacterium, Bifidobacteriurn, Actinonuices κ.λπ.).

Ενότητα 16. Μυκοβακτήρια. Το τμήμα έχει μία οικογένεια - Mycobacterioceae. Η οικογένεια έχει ένα γένος - Mycobacterium, στο οποίο υπάρχουν 49 είδη (M. tuberculosis, M. bovis, M. aviurn, M. paratuberculosis, M. lepra, κ.λπ.).

Ενότητα 17. Nocardioforms. Υπάρχουν εννέα γένη στην ενότητα: Nocardia, Pheodococcus, Pseudonocardia κ.λπ.

Ενότητα III. Tenericutes. Στο τμήμα ενώνονται τα Gram-αρνητικά προκαρυωτικά που δεν έχουν κυτταρικό τοίχωμα και έχουν κυτταροπλασματική μεμβράνη. Στο τμήμα το 10ο τμήμα είναι τα μυκόπλασμα. Ενώνονται στην τάξη Mollicutes (λατ. molli - μαλακό, χαριτωμένο - κάλυμμα, δέρμα). Η τάξη έχει μια τάξη - Mycoplasinatales - και τρεις οικογένειες: Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae, Spiroplasmataceae. Τα περισσότερα παθογόνα μυκοπλάσματα περιλαμβάνονται στην οικογένεια των Mycoplasmataceae.

Ενότητα 11. Ενδοσυμβίωση.

Ενότητα IV. Mendosicutes. Το τμήμα περιλαμβάνει προκαρυωτικά, μεταξύ των οποίων δεν υπάρχουν παθογόνα βακτήρια, αυτά είναι μεθανο-οξειδωτικά, αλόφιλα, μυκοπλασματικά, θερμοοξεόφιλα κ.λπ.

LF, FIU, PF. Μάθημα 1

Α. Βασικές αρχές

Ορισμός των όρων «μικροβιολογία» και «μικροοργανισμός».

Η μικροβιολογία είναι μια επιστήμη που μελετά μικροοργανισμούς - βιολογικά αντικείμενα που λόγω του μικρού τους μεγέθους είναι ορατά μόνο μέσω μικροσκοπίου.

Ταξινόμηση μικροβιολογικών επιστημών.

Το σύμπλεγμα των μικροβιολογικών επιστημών περιλαμβάνει τη γενική μικροβιολογία, βακτηριολογία, μυκητολογία, πρωτοζωολογία και ιολογία, καθώς και την ιατρική, υγειονομική, κτηνιατρική και βιομηχανική μικροβιολογία.

Προβλήματα ιατρικής μικροβιολογίας.

Η ιατρική μικροβιολογία μελετά εκείνους τους μικροοργανισμούς που μπορούν να προκαλέσουν παθολογικές διεργασίες στον άνθρωπο, καθώς και παθογένεση, μικροβιολογική διάγνωση, αιτιολογική θεραπεία και πρόληψη μικροβιακών ασθενειών.

Μικροβιολογικές μέθοδοι έρευνας (διαγνωστικά).

Οι μικροβιολογικές μέθοδοι έρευνας (διάγνωσης) περιλαμβάνουν: μικροσκοπική (ανίχνευση μικροβιοπαθητικού παράγοντα σε παθολογικό υλικό με χρήση μικροσκοπίας), πολιτισμική (απομόνωση μικροβιοπαθητικού παράγοντα από παθολογικό υλικό σε καθαρή καλλιέργεια και ταυτοποίηση), βιολογική ( μόλυνση με παθολογικό υλικό εργαστηριακού ζώου), ανοσολογική (ανίχνευση ειδικών αντισωμάτων ή μικροβιακών αντιγόνων).

Ιστορία ανάπτυξης της μικροβιολογίας: περιγραφική περίοδος, φυσιολογική (παστεριανή) περίοδος, ανοσολογική περίοδος, σύγχρονη περίοδος.

Στην περιγραφική περίοδο, εφευρέθηκε το μικροσκόπιο και ανακαλύφθηκαν μικροοργανισμοί, στη φυσιολογική περίοδο (Παστέρ) αναπτύχθηκαν μέθοδοι καλλιέργειας μικροοργανισμών και ανακαλύφθηκαν τα πρώτα παθογόνα των ανθρώπινων μικροβιακών ασθενειών, στην ανοσολογική περίοδο ανακαλύφθηκε η ανοσία. σύγχρονη περίοδο, αναπτύχθηκαν μέθοδοι μοριακής έρευνας.

αξία του Παστέρ.

Ο Παστέρ ανακάλυψε τον χρυσίζοντα σταφυλόκοκκο, τον πνευμονιόκοκκο, τα κλωστρίδια, ανέπτυξε τα πρώτα ζωντανά εμβόλια, καθώς και μια μέθοδο αποστείρωσης τροφίμων - παστερίωσης.

Merit Koch.

Ο Κοχ ανακάλυψε τα παθογόνα του άνθρακα, της χολέρας, της φυματίωσης, εισήγαγε τη χρήση πυκνών θρεπτικών μέσων, μεθόδους χρώσης με επίχρισμα και εξόπλισε το μικροσκόπιο με φακό εμβάπτισης.

Ανάπτυξη της μικροβιολογίας στη Λευκορωσία.

Η πρώτη προσπάθεια στην επικράτεια της Λευκορωσίας για χρήση μικροσκοπίου για ιατρικούς σκοπούς έγινε από τον ιδρυτή της Ιατρικής Ακαδημίας στο Grodno Zhiliber, η ανάπτυξη της μικροβιολογικής επιστήμης στη Λευκορωσία συνδέεται με το όνομα του Elbert, ο ιδρυτής της Λευκορωσικής ιολογίας είναι ο Votyakov .

Τύποι ταξινόμησης βιολογικών αντικειμένων.

Η φυλογενετική συστηματική συνδυάζει αντικείμενα που έχουν κοινή ρίζα προέλευσης σε μια ταξινόμηση, η πρακτική συστηματική συνδυάζει αντικείμενα που είναι παρόμοια στα χαρακτηριστικά τους σε μια ταξινόμηση.

Χαρακτήρες που διέπουν τη σύγχρονη ταξινόμηση των μικροοργανισμών.

Ιεραρχικό σύστημα ταξινομικών κατηγοριών που χρησιμοποιούνται στη βακτηριολογία και την ιολογία.

Στα προκαρυωτικά (βακτήρια), η κύρια ταξινομική μονάδα είναι το είδος, το οποίο περιλαμβάνει υποειδικές κατηγορίες (παραλλαγή, στέλεχος, κλώνος), τα είδη συνδυάζονται σε γένη, γένη - σε οικογένειες, οικογένειες - σε τάξεις. στους ιούς, τα taxa ταξινομούνται με αύξουσα σειρά: παραλλαγές ιού, όνομα ιού, γένος (η κύρια ταξινομική μονάδα στην ιολογία), οικογένεια, υποβασίλειο, βασίλειο.

Μέθοδοι μικροσκοπίας.

Η μικροβιολογία χρησιμοποιεί ηλεκτρονική και μικροσκοπία φωτός. Το μικροσκόπιο φωτός μπορεί να είναι συμβατικό, εμβάπτιση (που χρησιμοποιείται συχνότερα στη βακτηριολογία), σκοτεινό πεδίο, αντίθεση φάσης, φωταύγεια (φθορισμού).

μέθοδοι χρώσης με επίχρισμα.

Με απλές μεθόδους χρώσης επιχρισμάτων, χρησιμοποιείται ένα χρώμα (μπλε του μεθυλενίου, ματζέντα του νερού), με πολύπλοκες μεθόδους, χρησιμοποιούνται διάφορα χρώματα με μια συγκεκριμένη σειρά (λεκέδες Gram, Ziehl-Nielsen, Neisser, Burri-Gins).

Β. Μάθημα διάλεξης

Β. Θεωρητικό υλικό

Η ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ ΩΣ ΕΠΙΣΤΗΜΗ

1.1. Ορισμός

Η μικροβιολογία είναι η επιστήμη που μελετά μικροοργανισμών(ή, όπως λέγονται επίσης, μικρόβιαμικροσκοπικά αντικείμενα). Οι μικροοργανισμοί είναι βιολογικά αντικείμενα που λόγω του μικρού τους μεγέθους είναι ορατά μόνο μέσω μικροσκοπίου.

1.2. Ταξινόμηση μικροβιολογικών επιστημών

Η μικροβιολογία είναι ένα ολόκληρο σύμπλεγμα βιολογικών επιστημών που μπορούν να ταξινομηθούν είτε με βάση το αντικείμενο μελέτης είτε με βάση εφαρμοσμένους στόχους.

Α. Ανάλογα με αντικείμενο μελέτηςγίνεται διάκριση μεταξύ της γενικής μικροβιολογίας και των λεγόμενων ιδιωτικών μικροβιολογικών επιστημών (βακτηριολογία, μυκητολογία, πρωτοζωολογία και ιολογία).

1. Γενική μικροβιολογίαμελετά τα γενικά πρότυπα της δομής και της λειτουργίας ενός μικροβιακού κυττάρου.

2. Μικροβιολογίαμελετά προκαρυωτικούς μικροοργανισμούς – βακτήρια.

3. Μυκητολογίαμελετά μικροσκοπικούς μύκητες (αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι ευκαρυώτες).

4. Πρωτοζωολογίαμελετά πρωτόζωα (τα κύτταρα των οποίων, όπως αυτά των μυκήτων, έχουν ευκαρυωτικό τύπο δομής).

5. Ιολογίαμελετά μικροοργανισμούς, που είναι μη κυτταρικές μορφές ζωής - ιούς.

Β. Από εφαρμοσμένους σκοπούςΟι μελέτες κάνουν διάκριση μεταξύ ιατρικής, υγειονομικής, κτηνιατρικής, βιομηχανικής, εδαφικής, θαλάσσιας και διαστημικής μικροβιολογίας.

1. ΙατρικόςΗ μικροβιολογία είναι η μελέτη των μικροοργανισμών ιατρικής σημασίας. Τα καθήκοντά του θα αναλυθούν παρακάτω.

2. ΥγειονομικόςΗ μικροβιολογία μελετά τις μικροβιολογικές πτυχές της ανθρώπινης ασφάλειας. Σπουδάζει σε ιατρικές και προληπτικές (υγειονομικές και υγιεινές) σχολές ιατρικών ανώτατων εκπαιδευτικών ιδρυμάτων. Οι απόφοιτοι των σχολών αυτών αποτελούν τη ραχοκοκαλιά του προσωπικού των Κέντρων Υγιεινής και Επιδημιολογίας (σταθμοί υγιεινής και υγιεινής).

3. ΚτηνιατρικόςΜικροβιολογία είναι η μελέτη των μικροοργανισμών που προκαλούν παθολογικές διεργασίες στα ζώα.

4. ΒιομηχανικόςΗ μικροβιολογία ασχολείται με τη χρήση μικροοργανισμών ως πηγών για τη λήψη των απαραίτητων ουσιών σε βιομηχανική κλίμακα. Οι επιχειρήσεις της μικροβιολογικής βιομηχανίας παράγουν αντιβιοτικά, βιταμίνες, αμινοξέα και άλλες βιολογικά δραστικές ουσίες. Επιπλέον, βιομηχανικοί μικροβιολόγοι εργάζονται στις βιομηχανίες τροφίμων, χημικών και άλλων βιομηχανιών.

5. ΕδαφοςΜικροβιολογία είναι η μελέτη των μικροοργανισμών που ζουν στο έδαφος. Αυτά τα μικρόβια παίζουν σημαντικό ρόλο στη ζωή των φυτών.

6. ΘαλάσσιοςΗ μικροβιολογία είναι η μελέτη των μικροοργανισμών στους ωκεανούς του κόσμου.

7. ΧώροςΗ μικροβιολογία μελετά την αλληλεπίδραση του ανθρώπινου σώματος με τα μικρόβια κατά τη διαστημική πτήση και επίσης αναζητά μικροοργανισμούς εξωγήινης προέλευσης.

1.3. Καθήκοντα ιατρικής μικροβιολογίας

Μελέτες ιατρικής μικροβιολογίας παθογόνους, ευκαιριακούς και συνανθρωπικούς μικροοργανισμούς, δηλ. τέτοια μικρόβια που προκαλούν παθολογικές διεργασίες στο ανθρώπινο σώμα ή μπορούν να τις προκαλέσουν υπό ορισμένες συνθήκες, καθώς και μικρόβια που κατοικούν στο ανθρώπινο σώμα και συνυπάρχουν με αυτό υπό συνθήκες, κυρίως κομμενσαλισμό. Επιπλέον, η ιατρική μικροβιολογία μελετά τις διαδικασίες τη σχέση αυτών των μικροβίων με το ανθρώπινο σώμα.

Α. Έτσι, οι μελέτες ιατρικής μικροβιολογίας, πρώτα απ' όλα, δομή και βιολογικές ιδιότητεςπαθογόνους, ευκαιριακούς και συνανθρωπικούς μικροοργανισμούς.

Β. Ωστόσο, αυτό σε καμία περίπτωση δεν εξαντλεί τη λίστα των εργασιών που αντιμετωπίζει η ιατρική μικροβιολογία. Εξαιρετικής σημασίας είναι η μελέτη των χαρακτηριστικών της πορείας της διαδικασίας, η οποία ονομάζεται μολυσματική. Ο όρος αυτός νοείται ως το σύνολο όλων εκείνων των γεγονότων που συνοδεύουν τη συνύπαρξη μικροβίου και ανθρώπινου σώματος. Αυτή η διαδικασία αναφέρεται συχνά ως " μόλυνση».

1. Μελέτες ιατρικής μικροβιολογίας παθογένεσηλοιμώξεις. Αυτός ο όρος νοείται ως εκείνα τα χαρακτηριστικά της σχέσης μεταξύ ενός μικροβίου και ενός μακροοργανισμού που οδηγούν στην ανάπτυξη μιας παθολογικής διαδικασίας στο ανθρώπινο σώμα.

2. Έργο της ιατρικής μικροβιολογίας είναι επίσης η ανάπτυξη συγκεκριμένων μεθόδων διαγνωστικάμικροβιακές ασθένειες.

3. Η ιατρική μικροβιολογία αναπτύσσει επίσης μεθόδους θεραπείαμικροβιακές ασθένειες. Επιπλέον, δίνεται προτεραιότητα σε εκείνα τα φάρμακα που δρουν στην αιτία ( αιτιολογία) μιας δεδομένης μικροβιακής νόσου, δηλαδή του ίδιου του μικροοργανισμού. Αυτή η θεραπεία ονομάζεται ετιοτρόπος.

4. Τέλος, η ιατρική μικροβιολογία ασχολείται με την ανάπτυξη μεθόδων πρόληψημικροβιακές ασθένειες. Ιδιαίτερη προσοχή δίνεται, πάλι, σε εκείνες τις μεθόδους που δεν στοχεύουν στην πρόληψη μιας συγκεκριμένης ομάδας παρόμοιων λοιμώξεων, αλλά στην πρόληψη μιας συγκεκριμένης ασθένειας. Αυτή η πρόληψη ονομάζεται ειδικός.

1.4. Μικροβιολογικές μέθοδοι έρευνας

Η ιατρική μικροβιολογία λειτουργεί με τέσσερις βασικές μεθόδους έρευνας (διάγνωσης): μικροσκοπική, πολιτισμική, πειραματική (βιολογική) και ανοσολογική (ανοσοβιολογική).

ΕΝΑ. Μικροσκοπικόςη διαγνωστική μέθοδος βασίζεται στη μικροσκόπηση ενός επιχρίσματος που παρασκευάζεται από παθολογικό υλικό με σκοπό την ανίχνευση μικροοργανισμών σε αυτό. Παθολογικό υλικό είναι κάθε υλικό (αίμα, ούρα, κόπρανα, εκκρίσεις τραύματος, σημεία, δείγμα περιβαλλοντικού αντικειμένου κ.λπ.) που μπορεί να περιέχει παθογόνο μικροβιακής παθολογικής διαδικασίας ή άλλο μικροοργανισμό που ενδιαφέρει την ιατρική μικροβιολογία. Ανάλογα με το αντικείμενο μελέτης ονομάζεται και αυτή η μέθοδος βακτηριοσκοπική, μυκοσκοπική, ιοσκοπική.

ΣΙ. πολιτιστικόςδιαγνωστική μέθοδος που βασίζεται στην απομόνωση από παθολογικό υλικό καθαρό πολιτισμόμικροοργανισμού (δηλαδή μια τέτοια καλλιέργεια που περιέχει άτομα ενός μόνο είδους) και την περαιτέρω ταυτοποίησή του.

ΣΕ. Πειραματικό (ή βιολογικό)η διαγνωστική μέθοδος βασίζεται στην εισαγωγή παθολογικού υλικού στο σώμα ενός ζώου εργαστηρίου και στην περαιτέρω καταγραφή των αλλαγών στην κατάστασή του: εάν υπήρχε παθογόνο μικρόβιο στο παθολογικό υλικό, τότε το ζώο του εργαστηρίου αρρωσταίνει ή ακόμα και πεθαίνει. Αυτό λαμβάνει υπόψη τα συγκεκριμένα κλινικά συμπτώματα που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια της ασθένειας του ζώου, καθώς και συγκεκριμένες αλλαγές στα εσωτερικά όργανα που ανιχνεύονται κατά τη νεκροψία του πτώματος του. Μπορούν να παρασκευαστούν επιχρίσματα από όργανα ζώων ή να απομονωθεί καθαρή καλλιέργεια. Σε αυτή την περίπτωση, αυτή η διαγνωστική μέθοδος συνδυάζεται με μικροσκοπική και, εάν είναι απαραίτητο, με καλλιέργεια.

ΣΟΛ. Ανοσολογικά (ή ανοσοβιολογικά)η διαγνωστική μέθοδος είναι στην πραγματικότητα ένα σύνολο μεθόδων, κοινές στις οποίες είναι η χρήση ανοσολογικών αντιδράσεων για διαγνωστικούς σκοπούς. Αυτές οι μέθοδοι συζητούνται λεπτομερέστερα στο μάθημα της ανοσολογίας.

1. Οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες στην ανοσολογική διαγνωστική μέθοδο είναι ορολογικές αντιδράσεις- αυτό είναι το όνομα της αντίδρασης μεταξύ ενός αντιγόνου και ενός αντισώματος που πραγματοποιείται in vitro.

ΕΝΑ. Οι ορολογικές εξετάσεις μπορούν ανίχνευση μικροβιακών αντιγόνων. Στην περίπτωση αυτή, αναμιγνύεται ένα εναιώρημα των μελετηθέντων μικροοργανισμών και ειδικοί διαγνωστικοί οροί που περιέχουν γνωστά αντισώματα.

1 . Ταυτόχρονα, τα μικροβιακά αντιγόνα μπορούν να ανιχνευθούν άμεσα σε παθολογικό υλικόχωρίς προηγούμενη απομόνωση ενός καθαρού πολιτισμού από αυτό. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατή την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την παρουσία, για παράδειγμα, στο σώμα του ασθενούς ενός παθογόνου μιας μολυσματικής νόσου μέσα σε λίγες ώρες. Επομένως ονομάζεται εξπρές διαγνωστικά.

2 . Τα μικροβιακά αντιγόνα αναγνωρίζονται με τον ίδιο τρόπο στον καθαρό πολιτισμόμικροοργανισμός που είχε προηγουμένως απομονωθεί από παθολογικό υλικό. Στην προκειμένη περίπτωση μιλάει κανείς ορολογική ταυτοποίησηεπιλεγμένη κουλτούρα. Αυτή η ταύτιση πραγματοποιείται στο τελευταίο στάδιο της μεθόδου πολιτιστικής έρευνας.

σι. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ορολογικές εξετάσεις ανίχνευση αντισωμάτωνκατά των μικροβιακών αντιγόνων. Σε αυτή την περίπτωση, ανακατέψτε diagnosticum(εναιώρημα γνωστού αντιγόνου) και τον ορό αίματος του ασθενούς. Αυτή η μέθοδος διάγνωσης μικροβιακών ασθενειών ονομάζεται οροδιάγνωση.

2. Δερματικά τεστ αλλεργίαςχρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ειδικής υπερευαισθησίας (αλλεργίας) σε αλλεργιογόνα, συμπεριλαμβανομένων των μικροβιακών. Από το εναιώρημα χορηγείται στον ασθενή ενδο- ή δερματικά.

3. Επί του παρόντος, τα διαγνωστικά χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο μέθοδοι για την αξιολόγηση της ανοσολογικής κατάστασης, επιτρέποντας τον εντοπισμό παραβιάσεων της ανοσολογικής απόκρισης του ανθρώπινου σώματος, συμπεριλαμβανομένων των μικροβιακών, αντιγόνων.

1.5. Ιστορία ανάπτυξης της μικροβιολογίας

Η ιστορία της μικροβιολογίας χωρίζεται σε τέσσερις περιόδους.

Α. Η πρώτη περίοδος ονομάζεται περιγραφικός.

1. Διήρκεσε από τα τέλη του 17ου έως τα μέσα του 20ού αιώνα.

2. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, άνοιγμακόσμο των μικροοργανισμών και περιγραφή εμφάνιση τα περισσότερα βακτήρια.

3. Η βασική φιγούρα αυτής της περιόδου είναι ο εφευρέτης του μικροσκοπίου και ο πρώτος άνθρωπος που είδε τον εκπληκτικό και μυστηριώδη κόσμο των μικροοργανισμών - Leeuwenhoek(Εικόνα 1-1).

Εικ.1-1 Leeuwenhoek

Β. Η δεύτερη περίοδος στην ανάπτυξη της μικροβιολογίας ονομάζεται φυσιολογικός(ή, όπως τον λένε και με το όνομά του, ίσως ο πιο εξέχων μικροβιολόγος όλων των εποχών και των λαών - Παστέρ).

1. Η δεύτερη περίοδος καλύπτει χρόνο από τα μέσα του 19ου έως τις αρχές του 20ού αιώνα.

2. Αυτή η περίοδος στην ανάπτυξη της μικροβιολογίας χαρακτηρίζεται από την έναρξη της μελέτης της ζωτικής δραστηριότητας (φυσιολογίας) του βακτηριακού κυττάρου, την ανακάλυψη παθογόνων βακτηρίων και την έναρξη της επιστημονικής μικροβιολογίας.

3. Η ανάπτυξη της μικροβιολογίας κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου καθορίστηκε σχεδόν πλήρως από δύο μεγάλους επιστήμονες που έγιναν οι ιδρυτές της επιστημονικής μικροβιολογίας - ο Pasteur (Εικ. 1-2) και ο Koch (Εικ. 1-3). Τα πλεονεκτήματά τους είναι τόσο σημαντικά που θα ήταν δίκαιο να τα θεωρήσουμε λίγο χαμηλότερα, επισημαίνοντάς τα σε μια ανεξάρτητη ενότητα.

Ρύζι. 1-2. Παστέρ

Εικ.1-3 Κοχ

Β. Η τρίτη περίοδος στην ανάπτυξη της μικροβιολογίας ονομάζεται ανοσολογικό.

1. Συνέχισε από τις αρχές έως τα μέσα του εικοστού αιώνα.

2. Όπως υποδηλώνει το όνομα, η τρίτη περίοδος στην ανάπτυξη της μικροβιολογίας χαρακτηρίζεται κυρίως από ανακάλυψη της ανοσίαςκαι την ανάπτυξη της ανοσολογίας.

3. Από τους πιο τιμώμενους επιστήμονες που εργάστηκαν αυτή την περίοδο, είναι απαραίτητο να αναφερθούν οι Mechnikov, Erlich, Fleming, Domagk και Ivanovsky.

ΕΝΑ. Mechnikov(Εικόνα 1-4) σχεδιασμένο κυτταρική θεωρία της ανοσίας.

σι. Έρλιχ(Εικόνα 1-5) σχεδιασμένο χυμική θεωρία της ανοσίαςΕίναι και ο ιδρυτής χημειοθεραπεία για μολυσματικές ασθένειες.

V. Φλέμινγκ(Εικόνα 1-6) άνοιξε πενικιλλίνη.

ΣΟΛ. Domagkξεκίνησε τη χρήση σουλφοναμίδιαστην ιατρική πρακτική.

ρε. Ιβανόφσκι(Εικ. 1-7) άνοιξε ιούς.

ΣΟΛ. Τελευταία περίοδοςανάπτυξη της μικροβιολογίας ονομάζεται, κατανοητό, μοντέρνο.

1. Ξεκίνησε από τα μέσα του εικοστού αιώνα.

2. Η σύγχρονη περίοδος ανάπτυξης της μικροβιολογίας χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη μέθοδοι μοριακής έρευνας.

3. Από τους επιστήμονες αυτής της περιόδου είναι απαραίτητο να αναφέρουμε τους Lvov, Porter, Edelman, Burnet, Gallo, Montagnier, Prussiner.

Ρύζι. 1-8. Λβιβ

Ρύζι. 1-9. Burnet

Ρύζι. 1-10. Prusiner

ΕΝΑ. Λβιβ(Εικ. 1-8) ανακάλυψαν την ικανότητα των ιών να επιμένουν ως νουκλεοτιδικές αλληλουχίες ενσωματωμένες στο χρωμόσωμα του κυττάρου ξενιστή, οι οποίες ονομάστηκαν προϊός . Αυτή η ανακάλυψη έφερε επανάσταση στην κατανόηση των μοριακών μηχανισμών της αλληλεπίδρασης ενός ιού με ένα μολυσμένο κύτταρο.

σι. Εργα PorterΚαι Έντελμανεπιτρέπεται να καταλάβει δομή των ανοσοσφαιρινών (αντισώματα).

V. Burnet(Εικ. 1-9) διατυπώθηκε θεωρία κλωνικής επιλογής ανοσίαςη οποία βασίζεται στις σύγχρονες απόψεις για τη λειτουργία του ανοσοποιητικού συστήματος.

ΣΟΛ. Gallo και Montagnierάνοιξε ιός ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV)- ο πιο τρομερός από τους μολυσματικούς παράγοντες που έχει συναντήσει ποτέ η ανθρωπότητα. Επί του παρόντος, η πανδημία του HIV δεν ελέγχεται από την παγκόσμια υγεία και μεταφέρει πραγματική απειλήτην ύπαρξη του είδους Homo sapiens.

ρε. Prusiner(Εικόνα 1-10) άνοιξε πριόν- μολυσματικές πρωτεΐνες, που προφανώς δεν περιέχουν νουκλεϊκά οξέα. Οι λοιμώξεις από Prion - σπογγώδεις εγκεφαλοπάθειες - είναι απολύτως θανατηφόρες ασθένειες που δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν.

1.6. Ιδρυτές της επιστημονικής μικροβιολογίας Παστέρ και Κοχ

Ο Παστέρ και ο Κοχ - δύο από τους μεγαλύτερους επιστήμονες, σαν δύο Άτλαντες, κρατούν στους ώμους τους ολόκληρο το μεγαλειώδες κτίριο της σύγχρονης επιστημονικής μικροβιολογίας. Ήταν αυτοί - και πάνω απ 'όλα ο Παστέρ - που μετέτρεψαν ένα ενδιαφέρον χόμπι, που ήταν μέχρι τα μέσα του 19ου αιώνα, κοιτάζοντας αστεία μικροσκοπικά πλάσματα μέσα από τον «σωλήνα» του Leeuwenhoek, σε μια πραγματική επιστήμη που μετέτρεψε κυριολεκτικά ολόκληρο το σύστημα απόψεων για το η ίδια η ουσία της ζωής.

ΕΝΑ. Παστέρήταν χημικός στην εκπαίδευση, οδηγήθηκε στη μικροβιολογία με τη λογική της επιστημονικής έρευνας. Ως χημικός, ασχολήθηκε με τη μελέτη της ζύμωσης - όπως πίστευαν τότε, μια χημική διαδικασία - και ανακάλυψε τη βιολογική της ουσία: η ζύμωση, όπως αποδείχθηκε, διεξήχθη από μικροοργανισμούς. Ο Παστέρ ξεκίνησε την περαιτέρω μελέτη των ζωντανών μικροσκοπικών αντικειμένων, δημιουργώντας μια νέα επιστήμη - τη μικροβιολογία και έγινε αδιαμφισβήτητη αυθεντία σε αυτή τη νέα επιστήμη.

1. Ο Παστέρ αποδείχθηκε παθογόνος για τον άνθρωπο σταφυλόκοκκος, πνευμονιόκοκκος. Στην ιατρική μικροβιολογία, συνηθίζεται να θεωρείται ο ανακαλύπτων ενός μικροβίου όχι αυτός που το περιέγραψε πρώτος, αλλά αυτός που απέδειξε τον ρόλο του ως αιτιολογικού παράγοντα μιας συγκεκριμένης ασθένειας. Ως εκ τούτου, ο Παστέρ θεωρείται ο ανακάλυψες αυτών των βακτηρίων. Εκτός από αυτά, ο Παστέρ ανακάλυψε κλωστρίδια.

2. Ο Παστέρ ήταν ο πρώτος που ανέπτυξε έναν αλγόριθμο μαγειρικής ζωντανά (εξασθενημένα) εμβόλια, ονομάζοντας αυτά τα φάρμακα προς τιμήν της εμπειρικής ανακάλυψης του Jenner, ο οποίος ανέπτυξε τον εμβολιασμό κατά της ευλογιάς (λατινικά vacca = αγελάδα). Ο Παστέρ παρασκεύασε εμβόλια κατά της χολέρας του κοτόπουλου, του άνθρακα και της λύσσας. Δημιούργησε το τελευταίο εμβόλιο χωρίς καν να γνωρίζει τον αιτιολογικό παράγοντα της νόσου (οι ιοί ανακαλύφθηκαν αργότερα). Έτσι, ο Παστέρ μπορεί να ονομαστεί με ασφάλεια ιδρυτής της ανοσολογίας.

3. Ο Παστέρ έκανε επίσης πολλές άλλες ανακαλύψεις.

ΕΝΑ. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο Παστέρ ανακάλυψε μικροβιακή φύση της ζύμωσης.

σι. Επιπλέον, άνοιξαν μικροβιακόςίδιο φύση των ασθενειών του μεταξοσκώληκα, όπως και η φύση βλάβη(ξίνισμα) κρασί και μπύρα. Αυτές οι ανακαλύψεις του μεγάλου επιστήμονα απέφεραν μεγάλα υλικά οφέλη στη Γαλλία.

V. Ο Παστέρ απέδειξε αδυναμία αυθόρμητης δημιουργίας μικροοργανισμών.

Ο G. Pasteur επινόησε τέτοιες ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους αποστείρωσης όπως αποστείρωση με ξηρή θερμότητα και παστερίωση.

ΣΙ. ΚοχΣε αντίθεση με τον Παστέρ, ήταν γιατρός. Μετά την αποφοίτησή του από το πανεπιστήμιο, εργάστηκε σε μια απομακρυσμένη γωνιά της Ανατολικής Πρωσίας. Για να διώξει την πλήξη του συζύγου της, η σύζυγός του του έδωσε ένα μικροσκόπιο για τα γενέθλιά του, το οποίο θεωρούνταν εκείνη την εποχή ως ημι-παιχνίδι. Έτυχε ότι αυτό το δώρο σηματοδότησε την αρχή της επιστημονικής καριέρας του Koch, του μελλοντικού νικητή του βραβείου Νόμπελ για την ανακάλυψη του αιτιολογικού παράγοντα της πιο τρομερής ασθένειας εκείνης της εποχής - της φυματίωσης.

1. Ο Κοχ ανακάλυψε παθογόνα άνθρακας, χολέρα("κόμμα του Κοχ") και φυματίωση(«Το ραβδί του Κοχ»).

2. Ο Koch βελτίωσε τους κανόνες που πρότεινε ο Henle για να αποδείξει τον αιτιολογικό ρόλο αυτού του μικροβίου στην ανάπτυξη αυτής της ασθένειας. Τριάδα του Χένλε-Κοχαναφέρει: για να θεωρηθεί ένα συγκεκριμένο μικρόβιο ο αιτιολογικός παράγοντας μιας δεδομένης ασθένειας, είναι απαραίτητο:

Απομονώστε αυτό το μικρόβιο από τον ασθενή (ταυτόχρονα, δεν πρέπει να απομονωθεί από έναν υγιή),

Πάρτε μια καθαρή καλλιέργεια αυτού του μικροβίου,

Όταν μολύνει εργαστηριακό ζώο, το τελευταίο θα πρέπει να αναπτύξει ασθένεια με παρόμοια κλινική εικόνα.

Προς το παρόν, και οι τρεις διατάξεις της τριάδας Henle-Koch είναι ήδη ξεπερασμένες, αλλά κάποια στιγμή (τέλη 19ου - αρχές 20ού αιώνα) αυτοί ήταν σαφείς κανόνες, ακολουθώντας τους οποίους, ο ένας μετά τον άλλο, οι μικροβιολόγοι ανακάλυψαν παθογόνα μεταδοτικές ασθένειες. Ήταν η εποχή της έκρηξης της πληροφορίας στη μικροβιολογία.

3. Ο Koch έκανε πολλά στον τομέα της πρακτικής βακτηριολογίας.

ΕΝΑ. Εισήχθησαν στη βακτηριολογική πρακτική πυκνά θρεπτικά μέσα.

σι. πρότεινε ο Κοχ χρώμαμικροοργανισμοί με βαφές ανιλίνης.

V. Ο Κοχ εξόπλισε το μικροσκόπιο εμβαπτιζόμενος φακός, ξεκινώντας τη χρήση της μικροσκοπίας εμβάπτισης, της πιο διαδεδομένης μικροσκοπικής μεθόδου σε βακτηριολογικά εργαστήρια.

Ο κ. Κοχ ήταν ο πρώτος που έκανε αίτηση φωτομικρογραφία.

ανέπτυξε ο D. Koch μέθοδος αποστείρωσης με ατμό. Η συσκευή που χρησιμοποιείται ακόμα για το σκοπό αυτό ονομάζεται "συσκευή Koch".

1.7. Ανάπτυξη της μικροβιολογίας στη Λευκορωσία

Στο έδαφος της Λευκορωσίας και επιστημονικά ιδρύματα που ανέπτυξαν μικροβιολογική επιστήμη και εκπαιδευτικά ιδρύματα, όπου διδάσκονταν η μικροβιολογία ως μάθημα, προέκυψε το πρώτο τρίτο του 20ού αιώνα, αλλά για πρώτη φορά χρησιμοποιήθηκε εδώ ένα μικροσκόπιο ως επιστημονικό όργανο στα τέλη του 18ου αιώνα.

Α. Στα τέλη του 18ου αιώνα στο Γκρόντνο Gilibert(Εικ. 1-11) ιδρύθηκε Ιατρική Ακαδημία. Σε ένα από τα άρθρα του, ο Gilibert περιγράφει την προσπάθειά του να βρει κάτω από ένα μικροσκόπιο τα μικρότερα ζώα στην εκκένωση ενός έλκους που θα μπορούσε να είναι η αιτία της ασθένειας. Σύμφωνα με την περιγραφή των κλινικών συμπτωμάτων, μπορεί να υποτεθεί ότι ο ασθενής είχε άνθρακα - ο Gilibert μπορούσε κάλλιστα να δει το παθογόνο στο μικροσκόπιο. Και παρόλο που ο βάκιλος του άνθρακα ανακαλύφθηκε πολύ αργότερα, η προσπάθεια του Gilibert μπορεί να ονομαστεί η πρώτη περίπτωση στην ιστορία της Λευκορωσίας χρήσης μικροσκοπίου για τη διάγνωση μιας μολυσματικής νόσου.

Β. Ο σχηματισμός της μικροβιολογικής επιστήμης στη Λευκορωσία συνδέεται με το όνομα Η Ελμπέρτα(Εικόνα 1-12). Ο Έλμπερτ, του οποίου η επιστημονική δραστηριότητα διήρκεσε από τη δεκαετία του 1920 έως τη δεκαετία του 1960, ίδρυσε το Υγειονομικό και Βακτηριολογικό Ινστιτούτο και το πρώτο τμήμα μικροβιολογίας στο Μινσκ. Ο Elbert έκανε πολλά για τη μελέτη της Klebsiella, είναι συν-συγγραφέας ενός εμβολίου για την πρόληψη της τουλαραιμίας (το εμβόλιο Gaisky-Elbert).

Β. Μαθητής και συνάδελφός του Γκέλμπεργκ(Εικ. 1-13) ίδρυσε το Τμήμα Μικροβιολογίας στο Ιατρικό Ινστιτούτο Γκρόντνο. Gelberg, του οποίου η επιστημονική δραστηριότητα προχώρησε από τη δεκαετία του '20 έως τη δεκαετία του '90. XX αιώνας, άξιζε την παγκόσμια αναγνώριση για το έργο του στη μελέτη των μυκοβακτηρίων. Το Τμήμα Μικροβιολογίας, Ιολογίας και Ανοσολογίας του Κρατικού Ιατρικού Πανεπιστημίου του Grodno πήρε το όνομά του από τον S.I. Gelberg.

ΣΟΛ. Κρασίλνικοφ(Εικ. 1-14), ο χρόνος του οποίου πέφτει στις δεκαετίες 40 - 90. 20ος αιώνας είναι κορυφαίος Λευκορώσος βακτηριολόγος του τέλους του εικοστού αιώνα, η εργασία του για τη μελέτη της Klebsiella, Leptospira, δεν έχει χάσει τη σημασία της μέχρι σήμερα. Ήταν ο Κρασίλνικοφ, κατόπιν αιτήματος του Έλμπερτ, που ανέλαβε από αυτόν το Τμήμα Μικροβιολογίας του Ιατρικού Ινστιτούτου του Μινσκ και ήταν επικεφαλής του για περισσότερο από μια δεκαετία. Τόσο ο Elbert όσο και ο Krasilnikov παρέδωσαν τον επικεφαλής του τμήματος στον πιο άξιο μαθητή του - τον Titov (Εικ. 1-15), έναν κορυφαίο Λευκορώσο ανοσολόγο, ο οποίος τώρα, ως μέλος της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών της Λευκορωσίας, διευθύνει όχι μόνο το Τμήμα Μικροβιολογίας του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Λευκορωσίας, αλλά και το Ερευνητικό Ινστιτούτο Επιδημιολογίας και Μικροβιολογίας - το κεντρικό επιστημονικό ίδρυμα στον τομέα της ιατρικής μικροβιολογίας στη χώρα μας.

Ε. Ο ιδρυτής της Λευκορωσικής ιολογίας είναι Βοτιακόφ(Εικ. 1-16), ο οποίος εργάζεται στη Λευκορωσία από το 1950. Συνέβαλε σημαντικά στην επίλυση πολλών προβλημάτων γενικής και εφαρμοσμένης ιολογίας και επιδημιολογίας, στην αποσαφήνιση των μηχανισμών ανάπτυξης ιογενών λοιμώξεων και στη θεραπεία τους με χημειοθεραπεία φάρμακα. Για περισσότερα από 50 χρόνια της δουλειάς του, ο Βοτιακόφ δημιούργησε τη Λευκορωσική σχολή ιολόγων.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ

2.1. Τύποι ταξινόμησης βιολογικών αντικειμένων

Υπάρχουν δύο κύριες τύπος ταξινόμησης(δηλαδή ταξινόμηση ή ταξινόμηση) βιολογικών αντικειμένων - φυλογενετικών και πρακτικών. Τα τελευταία χρόνια, οι μοριακοί γενετιστές έχουν εισέλθει στην ταξινόμηση των μικροοργανισμών και έχουν αναμείξει αυτές τις δύο αρχές με την έρευνά τους. Ως αποτέλεσμα, η σύγχρονη ταξινόμηση των μικροβίων έχει γίνει αναμφίβολα πιο επιστημονική, αλλά, δυστυχώς, πιο συγκεχυμένη. Επιπλέον, είναι λιγότερο βολικό για πρακτική χρήση - ακόμη και σε επιστημονικά περιοδικά, πολλοί συγγραφείς συνεχίζουν να χρησιμοποιούν την απαρχαιωμένη ταξινόμηση ή να συνδυάζουν και τα δύο συστήματα. ειδικά αφού τα νεότερα συστήματα ταξινόμησης δεν έχουν ακόμη καθιερωθεί καλά και αλλάζουν με καλειδοσκοπικό ρυθμό. Παρακάτω, κατά κανόνα, θα δοθούν παραδοσιακές παραλλαγές της ταξινόμησης των μικροοργανισμών, οι λάτρεις της "πρώτης γραμμής της επιστήμης" μπορούν να λάβουν τις απαραίτητες πληροφορίες σε επιστημονικά περιοδικά και μονογραφική βιβλιογραφία.

ΕΝΑ. Φυλογενετική φυσικόςσυστηματική.

1. Με αυτόν τον τύπο ταξινόμησης βιολογικών αντικειμένων σε ένα taxon(ομάδα ταξινόμησης) συνδυάζει αντικείμενα που έχουν κοινή ρίζα προέλευσης. Εκείνοι. Η γενική αρχή μιας τέτοιας ταξινόμησης μπορεί να διατυπωθεί ως " ποιος από ποιον κατάγονταν».

2. Η φυλογενετική (φυσική) ταξινόμηση είναι ο κύριος τύπος ταξινόμησης που χρησιμοποιείται σε γενική βιολογία.

ΣΙ. Πρακτικόςσυστηματική των βιολογικών αντικειμένων ονομάζεται επίσης τεχνητόςσυστηματική.

1. Ταυτόχρονα, βιολογικά αντικείμενα που είναι παρόμοια στα χαρακτηριστικά τους συνδυάζονται σε μια ταξινόμηση. Η γενική αρχή μιας τέτοιας ταξινόμησης μπορεί να διατυπωθεί ως " ποιος μοιάζει με ποιον".

2. Η πρακτική (τεχνητή) ταξινόμηση είναι ο κύριος τύπος ταξινόμησης που χρησιμοποιείται σε μικροβιολογία.

2.2. Χαρακτήρες που διέπουν τη σύγχρονη ταξινόμηση των μικροοργανισμών

Οι μικροοργανισμοί ταξινομούνται με βάση τα μορφολογικά, βιοχημικά, φυσιολογικά (πολιτιστικά), ορολογικά και μοριακά βιολογικά χαρακτηριστικά.

ΕΝΑ. Μορφολογικόςτα σημάδια ανιχνεύονται χρησιμοποιώντας μια μέθοδο μικροσκοπικής εξέτασης. Μπορούμε να πούμε ότι περιγράφοντας τη μορφολογία των μικροοργανισμών, περιγράφουν όλα εκείνα τα χαρακτηριστικά που είναι ορατά στο μικροσκόπιο.

1. Μορφολογικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν μορφή, ΜέγεθοςΚαι δομήβακτηριακό κύτταρο ή ιικό σωματίδιο.

2. Μορφολογικά χαρακτηριστικά χρησιμοποιούνται επίσης στην ταξινόμηση βακτήριακαι στην ταξινόμηση ιούς.

ΣΙ. Βιοχημικήτα σημάδια των μικροοργανισμών μελετώνται κατά την πολιτισμική μέθοδο έρευνας.

1. Κάτω από τα βιοχημικά σημάδια κατανοήστε βιοχημική δραστηριότηταβακτήρια (καθώς οι ιοί δεν έχουν δικό τους μεταβολισμό, δεν χρειάζεται να μιλήσουμε για τη βιοχημική τους δραστηριότητα). Εκείνοι. τι υποστρώματα αποσυντίθεται το βακτηριακό κύτταρο και ποια προϊόντα του μεταβολισμού του σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση.

2. Τα βιοχημικά χαρακτηριστικά χρησιμοποιούνται στην ταξινόμηση βακτήριααλλά όχι ιούς.

ΣΕ. Πολιτιστικός(ή φυσιολογικά) σημάδια μελετώνται επίσης κατά την πολιτισμική μέθοδο έρευνας.

1. Τα πολιτισμικά χαρακτηριστικά είναι κατανοητά μοτίβα ανάπτυξηςμικροοργανισμών σε τεχνητά θρεπτικά μέσα.

ΣΟΛ. Ορρολογικόςτα σημεία μελετώνται χρησιμοποιώντας την ανοσολογική μέθοδο έρευνας (δηλαδή, χρησιμοποιώντας ορολογικές αντιδράσεις). Αυτή η ομάδα σημείων μικροβίων μελετάται στο μάθημα της ανοσολογίας.

1. Κάτω από τα ορολογικά σημάδια ενός μικροοργανισμού εννοείται αντιγονική σύνθεση.

2. Οι ορολογικοί χαρακτήρες χρησιμοποιούνται στην ταξινόμηση ως βακτήρια, και ιούς.

ΡΕ. Μοριακή βιολογικήσημάδια μικροοργανισμών ανιχνεύονται σε μια γενετική μελέτη.

1. Τα μοριακά βιολογικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν δομικά χαρακτηριστικά νουκλεϊκά οξέαμικροοργανισμών.

ΕΝΑ. Με τη βοήθεια ειδικών μεθόδων, που θα συζητηθούν παρακάτω, στην ενότητα για τη γενετική των βακτηρίων, μελετούν τη δομή DNA.

σι. Χρησιμοποιείται στην ταξινόμηση των μικροοργανισμών και στα δομικά τους χαρακτηριστικά RNA.

1 . Δομή mRNAχρησιμοποιείται για την ταξινόμηση γονιδιωματικών ιών RNA.

2 . Χαρακτηριστικά χρήσης βακτηρίων με ταξινομικό σκοπό 16S rRNA. Το rRNA βρίσκεται εκτός του πλαισίου επιλογής και εξελίσσεται μόνο κατά την πορεία αυθόρμητων μεταλλάξεων, ο ρυθμός των οποίων είναι σταθερός. Επομένως, ο αριθμός των υποκαταστάσεων νουκλεοτιδίων στα συγκριτικά μόρια rRNA μπορεί να χρησιμεύσει ως μέτρο της εξελικτικής απόστασης μεταξύ των οργανισμών.

2. Η συμπερίληψη των μοριακών βιολογικών χαρακτήρων στη συστηματική φέρνει και τους δύο τύπους ταξινόμησης πιο κοντά, καθώς η ομοιότητα στο επίπεδο των νουκλεϊκών οξέων αντανακλά όχι μόνο την απλή ομοιότητα των χαρακτήρων, αλλά και την εξελικτική εγγύτητα των συγκριτικών μικροοργανισμών. Χρησιμοποιώ μοριακά βιολογικά χαρακτηριστικά (με τα παραπάνω χαρακτηριστικά) στην ταξινόμηση ως βακτήρια, και ιούς.

2.3. Ιεραρχικό σύστημα ταξινομικών κατηγοριών που χρησιμοποιούνται στη βακτηριολογία και την ιολογία

Λόγω της θεμελιώδους διαφοράς στη δομή και τη λειτουργία των προκαρυωτικών (βακτηρίων) και των ιών, το σύστημα ταξινομικών ταξινομήσεων που χρησιμοποιείται στην ταξινόμησή τους είναι επίσης διαφορετικό.

A. U βακτήριαΤα taxa ταξινομούνται με την ακόλουθη φθίνουσα σειρά: βασίλειο, διαίρεση, τάξη, οικογένεια, γένος, είδος, υποειδικές κατηγορίες.

1. Βασίλειο- το μεγαλύτερο taxon, όλα τα βακτήρια είναι ενωμένα στο βασίλειο Προκαρυώτα, ονομάστηκε έτσι λόγω των δομικών χαρακτηριστικών του βακτηριακού κυττάρου. Μεταξύ των ευκαρυωτών, υπάρχουν επίσης μικροοργανισμοί - αυτοί είναι μικροσκοπικοί μύκητες και πρωτόζωα.

2. Σύμφωνα με τα δομικά χαρακτηριστικά του κυτταρικού τοιχώματος, οι προκαρυώτες ταξινομούνται σε τέσσερα τμήμα, τρία από τα οποία (Firmicutes, Gracilicutes και Tenericutes) ενώνονται ΕΕ(αληθής) βακτήρια, και ένα (Mendosicutes) - το λεγόμενο αρχαιοβακτήρια(Ελάχιστα μελετημένοι προκαρυώτες που ζουν σε ακραίες συνθήκες). Η ιατρική μικροβιολογία δεν μελετά τα αρχαιοβακτήρια γιατί δεν έχουν ιατρική σημασία.

3. Τίτλος ΣειράΤα βακτήρια καταλήγουν πάντα μέσα –ales. Οι περισσότεροι προκαρυώτες ταξινομούνται σε τάξεις μεγέθους.

4. Όνομα οικογένειεςοι προκαρυωτες τελειωνουν με - ceae. Σχεδόν όλοι οι προκαρυώτες ταξινομούνται σε οικογένειες.

5. Οι οικογένειες χωρίζονται σε ΓΕΝΝΗΣΗ ΠΑΙΔΙΟΥ. Από αυτά, μόνο λίγα, τα λεγόμενα γένη με ασαφή ταξινομική θέση, δεν ταξινομούνται ως ανήκουν σε μια ή άλλη οικογένεια.

6. Τα γένη υποδιαιρούνται σε είδη. Θέαείναι η κύρια ταξινομική μονάδα σε όλες τις μορφές κυτταρικής ζωής (δηλαδή, όχι μόνο σε προ-, αλλά και σε ευκαρυώτες).

7. Λόγω της έντονης ικανότητας μεταβλητότητας, τα βακτηριακά είδη χαρακτηρίζονται από ακραίο βαθμό ετερογένειας. Επομένως, στη συστηματική των προκαρυωτών, τα λεγόμενα υποειδικές κατηγορίες: παραλλαγή, στέλεχος, κλώνος.

ΕΝΑ. Τα άτομα του ίδιου είδους που διαφέρουν μεταξύ τους κατά κάποιο τρόπο ταξινομούνται ως διαφορετικά. επιλογές("-vars") αυτού του είδους. Προηγουμένως, αυτές οι ταξινομικές μονάδες ονομάζονταν "-τύποι" και αυτός ο όρος βρίσκεται ακόμα στην επιστημονική βιβλιογραφία.

1 . Μορφοβάρηδεςδιαφέρουν μεταξύ τους ως προς τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά.

2 . Biovars– βιολογικά χαρακτηριστικά (για παράδειγμα, πολιτισμικά).

3 . Ενζυμικά προϊόνταδιαφέρουν μεταξύ τους σε ένα σύνολο ενζύμων και, ως εκ τούτου, στη βιοχημική δραστηριότητα. Συχνά ο όρος "biovar" χρησιμοποιείται επίσης για να αναφερθούν σε αυτά.

4 . αντιστάσεις πόλεμοιείναι ανθεκτικά σε αντιμικροβιακές ουσίες, ιδιαίτερα στα αντιβιοτικά.

5 . Fagovarsείναι ευαίσθητα στα τυπικά φάγους(βακτηριακούς ιούς)

6 . Serovarsδιαφέρουν μεταξύ τους ως προς την αντιγονική τους σύσταση.

7 . Ecowareδιαφορετικά ως προς τον βιότοπό τους, δηλ. τις οικολογικές θέσεις που καταλαμβάνουν αυτές οι επιλογές.

8 . Πατοβάριδιαφέρουν μεταξύ τους ως προς το επίπεδο της παθογένειάς τους (παθογονικότητα, λοιμογόνος δράση)

σι. Ορος έντασηχρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε βακτηριακή καλλιέργεια που έχει απομονωθεί από μια συγκεκριμένη πηγή. Για παράδειγμα, δύο καλλιέργειες Escherichia coli που απομονώθηκαν από τα έντερα διαφορετικών ανθρώπων μπορεί να είναι απολύτως πανομοιότυπες μεταξύ τους σε όλες τις ιδιότητές τους, ωστόσο, θα θεωρηθούν ωστόσο δύο διαφορετικά στελέχη.

V. Ο απόγονος ενός μόνο βακτηριακού κυττάρου ονομάζεται κλώνος. Στη γενετική, αυτός ο όρος χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε δύο άτομα που είναι πανομοιότυπα στο γονιδίωμά τους. Στην πρακτική βακτηριολογία, η κλωνική καλλιέργεια ονομάζεται καλλιέργεια που αναπτύσσεται από ένα κύτταρο, αν και μετά από 5-7 διαιρέσεις, λόγω έντονης μεταβλητότητας, τα βακτηριακά κύτταρα χάνουν τη γενετική τους ταυτότητα.

ΓΙΟΥΧΑ ιούςΤα taxa ταξινομούνται με την ακόλουθη φθίνουσα σειρά: βασίλειο, υποβασίλειο, οικογένεια, υποοικογένεια, γένος, όνομα ιού, παραλλαγές ιού.

1. Οι ιοί, ως μη κυτταρική μορφή ζωής, απομονώνονται σε ξεχωριστό ΒασίλειοΒίρα.

2. Ανάλογα με τον τύπο του νουκλεϊκού οξέος και ένα ιικό σωματίδιο, σε αντίθεση με ένα κύτταρο, περιέχει είτε DNA είτε RNA, το βασίλειο του Vira χωρίζεται σε δύο υποβασίλεια– DNA και RNA γονιδιωματικοί ιοί.

3. Τα υποβασίλεια περιέχουν οικογένειες. Αυτό είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο όνομα για ιογενή taxa. Όταν λένε «ερπητοϊό» ή «αδενοϊό» εννοούν ακριβώς την οικογένεια. Το όνομα της οικογένειας στη λατινική ορθογραφία έχει απαραίτητα μια κατάληξη - viridae.

4. Μερικές οικογένειες υποδιαιρούνται σε υποοικογένειες. Το όνομα αυτού του taxon τελειώνει με - virinae.

5. Η κύρια ταξινομική μονάδα στη συστηματική των ιών είναι γένος(η έννοια του «είδους» στην ιολογία δεν ορίζεται).

6. Ο τοκετός περιλαμβάνει μεμονωμένους ιούς. Για παράδειγμα, το γένος Ορθοπαραμυξοϊός περιλαμβάνει ιούς παραγρίπης, παρωτίτιδας και της νόσου του Newcastle.

Μικροοργανισμοίείναι οργανισμοί αόρατοι με γυμνό μάτι λόγω του μικρού τους μεγέθους. Αυτό το κριτήριο είναι το μόνο που τους ενώνει. Διαφορετικά, ο κόσμος των μικροοργανισμών είναι ακόμη πιο ποικιλόμορφος από τον κόσμο των μακροοργανισμών.

Σύμφωνα με τη σύγχρονη συστηματική, οι μικροοργανισμοί ανήκουν σε τρία βασίλεια:

Vira- περιλαμβάνουν ιούς.

Eucariotae- αυτά περιλαμβάνουν πρωτόζωα και μύκητες.

Procariotae- αυτά περιλαμβάνουν αληθινά βακτήρια, ρικέτσια, χλαμύδια, μυκοπλάσματα, σπειροχαίτες, ακτινομύκητες.

Οι κύριες διαφορές μεταξύ προκαρυωτών και ευκαρυωτών είναι ότι οι προκαρυώτες δεν έχουν:

ένας μορφολογικά σχηματισμένος πυρήνας (δεν υπάρχει πυρηνική μεμβράνη και δεν υπάρχει πυρήνας), το ισοδύναμό του είναι το νουκλεοειδές ή γενοφόρο, το οποίο είναι ένα κλειστό κυκλικό μόριο δίκλωνου DNA που συνδέεται σε ένα σημείο στην κυτταροπλασματική μεμβράνη. Κατ' αναλογία με τους ευκαρυώτες, αυτό το μόριο ονομάζεται χρωμοσωμικό βακτήριο.

Συσκευή πλέγματος Golgi.

ενδοπλασματικό δίκτυο;

μιτοχόνδρια.

Υπάρχει επίσης μια σειρά από χαρακτηριστικά ή οργανίδια κοινά σε πολλά, αλλά όχι σε όλα, προκαρυώτες που τα διακρίνουν από τους ευκαρυώτες:

πολυάριθμες εισβολές της κυτταροπλασματικής μεμβράνης, οι οποίες ονομάζονται μεσοσώματα, συνδέονται με το νουκλεοειδές και εμπλέκονται στην κυτταρική διαίρεση, τη σπορίωση και την αναπνοή του βακτηριακού κυττάρου.

συγκεκριμένο συστατικό κυτταρικού τοιχώματος- μουρεΐνη, σύμφωνα με τη χημική δομή - είναι πεπτιδογλυκάνη (διαμινοπιεμικό οξύ).

πλασμίδια- αυτόνομα αναδιπλασιάζοντας δακτυλιοειδή μόρια δίκλωνου DNA με μοριακό βάρος μικρότερο από το χρωμόσωμα των βακτηρίων. Εντοπίζονται μαζί με το νουκλεοειδές στο κυτταρόπλασμα, αν και μπορούν να ενσωματωθούν σε αυτό, και μεταφέρουν κληρονομικές πληροφορίες που δεν είναι ζωτικής σημασίας για το μικροβιακό κύτταρο, αλλά του παρέχουν ορισμένα επιλεκτικά πλεονεκτήματα. περιβάλλον. Τα πιο διάσημα πλασμίδια είναι:

1. (F-πλασμίδια),παροχή συζευκτικής μεταφοράς μεταξύ βακτηρίων.

   (R-πλασμίδια)- πλασμίδια ανθεκτικότητας στα φάρμακα που κυκλοφορούν μεταξύ γονιδίων βακτηρίων που καθορίζουν την αντοχή στα φάρμακα που χρησιμοποιούνται για θεραπεία διάφορες ασθένειεςχημειοθεραπευτικούς παράγοντες.

Όπως και για τα φυτά και τα ζώα, η δυαδική ονοματολογία χρησιμοποιείται για την ονομασία των μικροοργανισμών, δηλαδή μια γενική και συγκεκριμένη ονομασία, αλλά εάν οι ερευνητές δεν μπορούν να προσδιορίσουν το είδος και προσδιορίζεται μόνο η ανήκειν στο γένος, τότε ο όρος «είδος " χρησιμοποιείται. Τις περισσότερες φορές αυτό συμβαίνει κατά τον εντοπισμό μικροοργανισμών με μη παραδοσιακές διατροφικές ανάγκες ή συνθήκες διαβίωσης.

Το όνομα του γένους συνήθως βασίζεται είτε στον μορφολογικό χαρακτήρα του αντίστοιχου μικροοργανισμού (π.χ. Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) είτε προέρχεται από το όνομα του συγγραφέα που ανακάλυψε ή μελέτησε το παθογόνο (π.χ. Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Το συγκεκριμένο όνομα συχνά συνδέεται με το όνομα της κύριας ασθένειας που προκαλείται από αυτόν τον μικροοργανισμό (για παράδειγμα, Vibrio cholerae - χολέρα, Shigella dysenteriae - δυσεντερία, Mycobacterium tuberculosis - tuberculosis) ή με τον κύριο βιότοπο (για παράδειγμα, Escherihia coli - Escherichia coli ).

Επιπλέον, στη ρωσική ιατρική βιβλιογραφία, είναι δυνατή η χρήση του αντίστοιχου ρωσοποιημένου ονόματος βακτηρίων (για παράδειγμα, αντί για Staphylococcus epidermidis - επιδερμικός σταφυλόκοκκος, Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus κ.λπ.).

Το βασίλειο των προκαρυωτών περιλαμβάνει το τμήμα των κυανοβακτηρίων και το τμήμα των ευβακτηρίων, το οποίο, με τη σειρά του, χωρίζεται σε τάξεις:

στην πραγματικότητα βακτήρια (τμήματα Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes).

ακτινομύκητες;

σπειροχαίτες;

ρικέτσια;

χλαμύδια.

βακτήρια- Πρόκειται για προκαρυωτικούς, κυρίως μονοκύτταρους μικροοργανισμούς που μπορούν επίσης να σχηματίσουν ενώσεις (ομάδες) παρόμοιων κυττάρων, που χαρακτηρίζονται από κυτταρικές, αλλά όχι οργανικές ομοιότητες.

Οι παραγγελίες χωρίζονται σε ομάδες. Τα κύρια ταξινομικά κριτήρια για την ταξινόμηση βακτηριακών στελεχών σε μια ή την άλλη ομάδα είναι:

μορφολογία μικροβιακών κυττάρων (κόκκοι, ράβδοι, σπειροειδής)·

σχέση με τη χρώση Gram- Βασικές ιδιότητες (θετικές κατά gram και αρνητικές κατά gram).

είδος βιολογικής οξείδωσης- αερόβια, προαιρετικά αναερόβια, υποχρεωτικά αναερόβια.

ικανότητα σπορίων.

Η περαιτέρω διαφοροποίηση των ομάδων σε οικογένειες, γένη και είδη, που αποτελούν την κύρια ταξινομική κατηγορία, πραγματοποιείται με βάση τη μελέτη των βιοχημικών ιδιοτήτων. Αυτή η αρχή είναι η βάση για την ταξινόμηση των βακτηρίων που δίνονται σε ειδικά εγχειρίδια - καθοριστικοί παράγοντες βακτηρίων.

Είδος είναι ένα εξελικτικά καθιερωμένο σύνολο ατόμων με έναν μόνο γονότυπο, ο οποίος υπό τυπικές συνθήκες εκδηλώνεται με παρόμοια μορφολογικά, φυσιολογικά, βιοχημικά χαρακτηριστικά. Για τα παθογόνα βακτήρια, ο ορισμός του «είδους» συμπληρώνεται από την ικανότητα πρόκλησης ορισμένων νοσολογικών μορφών ασθενειών.

Υπάρχει μια ενδοειδική διαφοροποίηση των βακτηρίων σε παραλλαγές:

από βιολογικές ιδιότητες (βιοβαρίδια ή βιοτύποι).

στη βιοχημική δραστηριότητα (ενζυμικά προϊόντα).

από αντιγονική δομή (οροί ή ορότυποι).

λόγω ευαισθησίας σε βακτηριοφάγους (φαγοφάγους ή τύπους φάγων).

σχετικά με την αντοχή στα αντιβιοτικά (ανθεκτικά προϊόντα).

Στη μικροβιολογία, ειδικοί όροι χρησιμοποιούνται ευρέως - καλλιέργεια, στέλεχος, κλώνος.

Πολιτισμόςείναι μια συλλογή βακτηρίων ορατά με το μάτι σε θρεπτικά μέσα. Οι καλλιέργειες μπορεί να είναι καθαρές (συλλογή βακτηρίων ενός είδους) και μικτές (συλλογή βακτηρίων δύο ή περισσότερων ειδών).

Εντασηείναι μια συλλογή βακτηρίων του ίδιου είδους που απομονώνονται από διαφορετικές πηγές ή από την ίδια πηγή σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Τα στελέχη μπορεί να διαφέρουν σε ορισμένα χαρακτηριστικά που δεν υπερβαίνουν τα χαρακτηριστικά του είδους.

Κλώνοςείναι μια συλλογή βακτηρίων που είναι απόγονοι ενός μόνο κυττάρου.

Αρχές ταξινόμησης και ταξινόμησης βακτηρίων.

Η συστηματική ασχολείται με την περιγραφή των ειδών των οργανισμών, προσδιορίζοντας το βαθμό σχέσης μεταξύ τους και συνδυάζοντάς τα σε μονάδες ταξινόμησης (ταξά). Η ταξινόμηση είναι αναπόσπαστο μέρος της συστηματικής. Ανάγεται στην κατανομή των οργανισμών σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά τους μεταξύ διαφόρων ταξινομήσεων. Ταξονομία-η επιστήμη των αρχών και των μεθόδων κατανομής (ταξινόμησης) των οργανισμών σε ένα ιεραρχικό σχέδιο. Η βασική ταξινομική μονάδα στη βιολογία είναι το είδος.

Μεγάλες ταξινομικές μονάδες: γένος, οικογένεια, τάξη, τάξη. Πρόσθετες κατηγορίες: υπογένος, υποτύπος, υποκατηγορία, υποκατηγορία.

Είδος είναι μια ομάδα στενά συγγενών οργανισμών που έχουν κοινή ρίζα προέλευσης, σε αυτό το στάδιο εξέλιξης, χαρακτηρίζονται από ορισμένα μορφολογικά, βιοχημικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά, ξεχωριστή επιλογή από άλλα είδη και είναι προσαρμοσμένα σε συγκεκριμένο βιότοπο.

Τα ειδικά χαρακτηριστικά των μικροοργανισμών, μια σειρά από χαρακτηριστικά και ιδιότητες χρησιμοποιούνται για την ταξινόμηση τους:

1. Μορφολογικά χαρακτηριστικά - το μέγεθος, το σχήμα και τη φύση της σχετικής θέσης.

2. Βασικές ιδιότητες - την ικανότητα λεκέδων με διάφορες βαφές. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η στάση απέναντι στη χρώση Gram, η οποία εξαρτάται από τη δομή και τη χημική σύσταση του κυτταρικού τοιχώματος. Με την καταστροφή του κυτταρικού τοιχώματος ή την απώλεια (στην περίπτωση του L-μετασχηματισμού), γίνονται gram-αρνητικά. Σε αυτή τη βάση, όλα τα βακτήρια χωρίζονται σε gram-αρνητικά (βαμμένα με κόκκινο χρώμα) και θετικά κατά Gram (βρώμενα μωβ).

3 Πολιτιστικά ακίνητα- χαρακτηριστικά της βακτηριακής ανάπτυξης σε υγρά και πλήρη θρεπτικά μέσα. Ανάπτυξη σε υγρά μέσα με σχηματισμό φιλμ, ίζημα, θολότητα.

Η ανάπτυξη σε πυκνά θρεπτικά μέσα με τη μορφή αποικιών, φαίνεται δυνατό να προσδιοριστεί: το σχήμα, το μέγεθος, τα άκρα των αποικιών, η επιφάνεια, η διαφάνεια και άλλες ιδιότητες.

Στη μικροβιολογία χρησιμοποιούνται ειδικοί όροι:

Ø Η αποικία- μια απομονωμένη δομή ορατή με γυμνό μάτι, που προκύπτει από την αναπαραγωγή και τη συσσώρευση βακτηρίων για μια ορισμένη περίοδο επώασης.

Ø Περίοδος επώασης- χρόνος ανάπτυξης βακτηρίων.

Μια αποικία σχηματίζεται από ένα γονικό κύτταρο ή πολλά ίδια κύτταρα. Μια καθαρή καλλιέργεια του παθογόνου μπορεί να ληφθεί με επανασπορά από μια απομονωμένη αποικία.

Ø Πολιτισμός- Ολόκληρο το σύνολο των βακτηρίων που αναπτύσσονται σε ένα πυκνό ή υγρό θρεπτικό υλικό.

Ø Καθαρή καλλιέργεια του παθογόνου- ένας τύπος βακτηρίων που αναπτύσσεται σε πυκνό θρεπτικό υλικό. Προκειμένου να αποφευχθούν διαγνωστικά σφάλματα στη βακτηριολογία, μελετώνται μόνο αμιγείς ομοιογενείς καλλιέργειες.

Ø Εντασηείναι ένα συγκεκριμένο δείγμα αυτού του είδους.

4. Κινητικότητα βακτηρίων - διάκριση μεταξύ κινητού και ακίνητου Τα κινητά διακρίνονται σε έρπουσες ή ολισθαίνουσες, αιωρούμενες, κινούμενες σε κύματα.

5. Σπορίωση - Το σχήμα και η φύση της διάταξης των σπορίων στο κύτταρο.

6. Φυσιολογικές ιδιότητες - τρόποι σίτισης, είδος αναπνοής, ανάπτυξη και αναπαραγωγή.

7.Βιοχημικές ιδιότητες - την ικανότητα ζύμωσης (διάσπασης) υδατανθράκων, πρωτεολυτική δραστηριότητα, σχηματισμό ινδόλης, υδρόθειο.

8. Γονοσυστήματα - Μελέτη της νουκλεοτιδικής σύστασης του DNA και των χαρακτηριστικών του γονιδιώματος. Η ακριβής μέθοδος καθορισμού της γενετικής σχέσης μεταξύ των βακτηρίων είναι να προσδιοριστεί βαθμός ομολογίας DNA.Όσο περισσότερα πανομοιότυπα γονίδια, τόσο υψηλότερος είναι ο βαθμός ομολογίας του DNA και τόσο στενότερη είναι η γενετική σχέση. Μέθοδος Μοριακής Υβριδοποίησης DNA-DNAχρησιμοποιείται για ταξινόμηση βακτηρίων. Εάν το εύρος της ομολογίας του DNA από 60 έως 100% καθορίζει ότι ανήκει στο ίδιο είδος, ο βαθμός ομολογίας από 40 έως 60% - σε διαφορετικά γένη.