Бактерии и вирусы. Актиномицеты, спирохеты, риккетсии... | MedFsh.ru

Микробиология: морфология и химический состав бактерий. Актиномицеты, спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы и вирусы

Микробиология: морфология и химический состав бактерий. Актиномицеты, спирохеты, риккетсии, хламидии, микоплазмы и вирусы

Навигация

Классификация микроорганизмов. Основные структуры бактериальной клетки

Клеточная стенка имеет два слоя:

  • наружный – пластичный;
  • внутренний – ригидный.

Пептидогликан представлен параллельно расположенными молекулами гликана, состоящего из повторяющихся остатков N-ацетилглюкозомина и N- ацетилмурамовой кислоты, соединённой гликозидной связью.

Функции:

  • защитная, осуществление фагоцитоза;
  • регуляция осмотического давления;
  • рецепторная;
  • принимает участие в процессах питания деления клетки;
  • антигенная (определяется продукцией эндотоксина– основного соматического антигена бактерий);
  • стабилизирует форму и размер бактерий;
  • обеспечивает систему коммуникаций с внешней средой;
  • косвенно участвует в регуляции роста и деления клетки.

Цитоплазматческая мембрана:

По структуре она похожа на плазмолемму клеток животных и состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов, с интегральными, полуинтегральными и поверхностными белками — жидкостно-мозаичная модель.

Она обладает избирательной проницаемостью, принимает участие в транспорте питательных веществ, выведении экзотоксинов, энергетическом обмене клетки, является осмотическим барьером, участвует в регуляции роста и деления, репликации ДНК, является стабилизатором рибосом.

Цитоплазма:

Имеет жидкую структуру, в которой находится её компоненты, представленные различными включениями в виде гранул гликогена, полисахаридов и полифосфатов.

Функции:

  • объединение всех компонентов клетки в единую среду,
  • среда для прохождения химических реакций,
  • среда для существования и функционирования органоидов.

Нуклеоид:

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной в клубок. Участвует в делении клетки, а также хранит и передаёт наследственную информацию.

Плазмиды:

Внехромосомные факторы наследственности, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК., расположенные в цитоплазме или интегрированные с хромосомой.

Рибосомы:

Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 70S. Могут диссоциировать на 2 субъединицы 50S и 30S. На рибосомах происходит синтез белка и полипептидных молекул.

Споры и капсулы бактерий

Капсула

Слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула гидрофильна, включает большое количество воды. Состоит из полисахаридов, полипептидов.

Капсула и слизь предохраняет бактерии от повреждений, высыхания, так как, являясь гидрофильными, хорошо связывают воду, препятствуют действию защитных факторов макроорганизмов гликокаликсом.

Споры

Форма спор может быть овальной, шаровидной, расположение –терминальное, субтерминальное и центральное.

Снаружи спора имеет тонкий экзоспориум, под которым расположена оболочка споры, а под ней кортекс, состоящий из пептидогликана. Внутри кортекса находится клеточная стенка спор.

Споры образуются при неблагоприятных условиях, УФ-облучении, дефиците питательных веществ.

Некоторые роды бактерий при неблагоприятных условиях образуют защитные формы — эндоспоры.

Споры представляют собой покоящиеся клетки с крайне низкой метаболической активностью. Они обладают высокой устойчивостью к высушиванию, действию повышенной температуры и различных химических веществ.

Рекомендуем
Онлайн-курсы английского языка с сильными учителями от «Инглекс». Для посетителей нашего сайта дарим 3 урока по промокоду WELCOME при оплате от 5 занятий с русскоязычными преподавателями

Включения и жгутики у бактерий

Включения

В цитоплазме имеются различные включения в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они являются запасными веществами для питания и энергетических потребностей бактерий.

Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки.

Включения имеют актиномицеты, риккетсии.

Жгутики

Жгутики — это особые выросты на поверхности бактериальной клетки, содержащие белок – флагелин.

Количество и расположение жгутиков может быть различным. Толщина 12-20 нм, длина 3-15 мкм.

Состоят из трёх частей:

  • спиралевидной нити,
  • крюка,
  • базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками.

Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке. Жгутики обеспечивают подвижность бактериальной клетки. Механизм вращения обеспечивает протонная АТФ-синтетаза.

По характеру расположения жгутиков и их количеству бактерии делят на следующие группы:

  • атрихи – не имеют жгутиков;
  • монотрихи — один полярно расположенный жгутик;
  • лофотрихи — пучок жгутиков на одном конце;
  • амфитрихи — пучки жгутиков на обоих концах клетки;
  • перитрихи — множество жгутиков, расположенных вокруг клетки.

Морфология актиномицетов, патогенные представители

Актиномицеты:

  • Грамм+ бактерии.
  • Нет капсулы, жгутиков, ворсинок.
  • Есть включения.
  • Имеют вид длинных и ветвящихся несептированных нитей (длина 500-600 мкм, толщина 0,2-1,2 мкм).
  • Встречаются палочковидные и кокковидные формы, они образуются при фрагментации мицелия.
  • Как и грибы, образуют мицелий – нитевидные переплетающиеся клетки (гифы).
  • Размножаются спорами, поперечным делением, почкованием.
  • 2 рода:
    • Actinomyces,
    • Nocardia.
  • Являются представителями нормальной микрофлоры организма человека.
  • Продуцируют антибиотики.
  • Для человека патогенны очень немногие виды актиномицетов ― возбудители актиномикоза и нокардиоза.

Морфология спирохет, патогенные представители

Спирохеты:

  • Грам- бактерии.
  • Это извитые, тонкие, обладающие активной подвижностью микроорганизмы.
  • Не образуют спор, нет капсулы.
  • Есть жгутики.
  • Наделенные чертами сходства с простейшими: образуют цисты, способны к движению.
  • Длина 3-20 мкм, толщина 0,1-0,5 мкм.
  • Состоят из наружной мембраны (клеточной стенки), окружающей протоплазматический цилиндр с цитоплазматической мембраной и аксиальной нитью (аксостиль). Аксиальная нить находится под наружной мембраной и как бы закручивается вокруг протоплазматического цилиндра спирохеты, придавая ей винтообразную форму.
  • Аксиальная нить состоит из фибрилл – аналогов жгутиков бактерий, а внутри сократительный белок флагеллин. Фибриллы участвуют в передвижении спирохет, придавая клеткам вращательное, сгибательное и поступательное движение. 
  • 3 Рода:
    • Treponema,
    • Borrelia,
    • Leptospira.
  • Патогенные представители:
    • Treponema pallidum – возбудитель сифилиса,
    • Borrelia recurrentis – возбудитель возвратного тифа,
    • Leptospira interrogans – возбудитель лептоспироза.

Морфология риккетсий, патогенные представители

Риккетсии:

  • Грам- бактерии.
  • Прокариоты, наделенные чертами сходства с вирусами: абсолютный внутриклеточный паразитизм и невозможность культивирования на искусственных питательных средах. Риккетсии обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом, но они получают от него макроэргические соединения для размножения.
  • Мелкие, размеры от 0,5 до 3-4 мкм.
  • Нет капсулы, жгутиков, не образуют спор, могут иметь включения.
  • Обладают полиморфизмом: имеют кокковидную, палочковидную или нитевидную форму.
  • Размножаются простым делением, дроблением.
  • 3 Рода:
    • Rickettsia,
    • Orientia,
    • Bartonella.
  • У человека риккетсии вызывают:
    • эпидемический сыпной тиф (Rickettsia prowazekii),
    • клещевой риккетсиоз (R. sibirica),
    • лихорадку цуцугамуши (R. tsutsugamushi),
    • пятнистую лихорадку Скалистых гор (R. rickettsii),
    • Bartonella quintana ― возбудитель волынской лихорадки,
    • Сoxiella burnetii ― возбудитель Q-лихорадки.

Понравился сайт? Поддержи нас подпиской в соцсетях!

Морфология хламидий, патогенные представители

Хламидии:

  • Грам- бактерии.
  • Облигатные внутриклеточные паразиты.
  • 2 фазы в цикле развития:
    • элементарные тельца — внеклеточная, инфекционная форма
    • и ретикулярные тельца — внутриклеточные.
  • Полиморфные: имеют шаровидную, овоидную или палочковидную формы.
  • Размеры 0,2-1,5 мкм.
  • Капсул, спор, жгутиков не образуют.
  • Морфология зависит от стадии их внутриклеточного цикла развития, который характеризуется превращением небольшого шаровидного элементарного образования в крупное инициальное тельце с бинарным делением.
  • Рода:
    • Chlamydia,
    • Chlamydophila
  • Виды:
    • Chlamydia trachomatis ― возбудитель трахомы, паратрахомы, лимфогранулематоза,
    • Chlamydophila psittaci ― возбудитель орнитоза, пситтакоз,
    • Chlamydophila pneumoniae ― возбудитель пневмонии.

Морфология микоплазм, патогенные представители

Микоплазмы:

  • Грам- бактерии.
  • Отличаются от бактерий полным отсутствием клеточной стенки. Вместо нее содержат трехслойную липопротеидную цитоплазматическую мембрану.
  • Нет клеточной стенки, нет капсулы, не образуют спор. Образуют колонии в виде яичницы-глазуньи.
  • Делятся почкованием, нитевидная форма может образовывать псевдомицелий (грибы).
  • Амебоидное движение, могут быть псевдоподии или жгутики(простейшие).
  • Размеры 0,15-0,3 мкм, мелкие, проходят через бактериальный фильтр.
  • Полиморфны: имеют форму круглых, овальных или нитевидных образований.
  • Род:
    • Mycoplasma,
    • Ureaplasma,
    • Acholeoplasma.
  • Виды:
    • Mycoplasma pneumoniae ― возбудитель пневмонии,
    • Ureaplasma urealyticum, hominis – возбудитель урогенитальных воспалительных процессов, бесплодия,
    • Mycoplasma hominis ― условно-патогенный организм, могут вызывать артриты.

Морфология вирусов

Вирусы – это мельчайшие микроорганизмы, относящиеся к царству Vira, не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие только один тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

Они отличаются особым разобщенным способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки и затем происходит их сборка в вирусные частицы. Вирусы, являясь облигатными внутриклеточными паразитами, размножаются в цитоплазме или ядре клетки. Сформированная вирусная частица называется вирионом.

Вирусы имеют различную форму вирионов:

  • палочковидная (вирус табачной мозаики),
  • пулевидная (вирус бешенства),
  • сферическая (вирусы полиомиелита, ВИЧ),
  • в виде сперматозоида (многие бактериофаги).

Вирусы имеют разные размеры, которые определяют с помощью электронной микроскопии, методом ультрафильтрации через фильтры с известным диаметром пор, методом ультрацентрифугирования.

Одним из самых мелких вирусов является вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным – натуральной оспы (около 350 нм).

Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными.

Среди РНК-содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом.

Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию. Геном вирусов способен включаться в состав генетического аппарата клетки в виде провируса, проявляя себя генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов (вирусы герпеса и др.) могут находиться в цитоплазме инфицированных клеток, напоминая плазмиды.

Вирусы различают по строению:

  • просто устроенные (например, вирус полиомиелита),
  • сложно устроенные (например, вирусы гриппа, кори) вирусы.

У просто устроенных вирусов нуклеиновая кислота связана с белковой оболочкой, называемой капсидом (от лат. capsa – футляр). Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц – капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид, взаимодействуя друг с другом, образуют нуклеокапсид.

У сложно устроенных вирусов капсид окружен дополнительной липопротеидной оболочкой – суперкапсидом (производное мембранных структур клетки-хозяина), имеющей «шипы».

Вирусы различают по типу симметрии капсида:

  • спиральный – обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида,
  • кубический– обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту,
  • сложный.

Капсид и суперкапсид защищают вирионы от влияния окружающей среды, обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с клетками, определяют антигенные и иммуногенные свойства вирионов. Внутренние структуры вирусов называются сердцевиной.

Принципы классификации вирусов

Классификация вирусов основывается на данных признаках:

  • тип нуклеиновой кислоты,
  • сложность строения,
  • размер вириона,
  • тип симметрии,
  • чувствительные организмы,
  • антигенная структура.