М орфологія, ультраструктура та хімічний склад бактерій
• Основні морфологічні ознаки мікроорганізмів
• форма
• розміри
• розташування у полі зору
• тинкторіальні властивості
• ультраструктура клітини
Сферичні – коки (гр. кokkos-ягода, зерно) – мають кулясту, овальну, бобовидну, ланцетовидну форму
В залежності від характеру розташування в полі зору, що пов’язано із кількістю площин поділу, виділяють:
• мікрококи (поодинокі коки)
• диплококи (по 2)
• тетракоки (по 4)
• стрептококи (ланцюги)
• сарцини (пакети по 8 - 16 коків)
• стафілококи (грона)
Паличкоподібні або палички – мають циліндричну форму, розрізняються за розмірами, формою кінців клітини, розташуванням і спороутворенням
За розташуванням: поодинокі, диплобактерії (диплобацили), стрептобактерії (стрептобацили)
За спороутворенням:
• Споронеутворюючі- власне бактерії
• Cпороутворюючі
- бацили – діаметр спори не перевищує d бактерії
- клостридії – d спори > d бактерії, тому при спороутворенні клітина деформується (closter-веретено)
Звивисті бактерії – спіралеподібні бактерії, які мають 1 або більше завитків
За кількістю завитків:
• Вібріони (1/4 завитка)
• Спірили (1-2 завитка)
• Спірохети (3-25 завитків)
- борелії (3-8 завитків)
- трепонеми (8-15 завитків)
- лептоспіри (20-25 завитків)
• Розміри бактерій
Морфологічні особливості бактерій і їх ультраструктура є, як правило сталою (постійною) ознакою, що дозволяє використовувати їх в якості ідентифікаційного критерію
|
|
|
Розміри бактерій варіюють в межах (1мкм=1*10-6м)
• від 0,1 - 0,2 мкм до 10 - 15 мкм в довжину
• від 0,1 до 2,5 мкм в товщину
• Розташування в полі зору
Розташування в полі зору залежить від способу поділу та розходження дочірніх клітин
Бактерії, що повністю розходяться в результаті поділу
• утворюють поодинокі бактерії
Зберігають зв΄язок за рахунок цитоплазматичних зв΄язків
• дипло-розташування
Зберігається подальший зв΄язок між клітинами
• в одній площині – стрептококи
• в двох взаємоперпендикулярних площинах –тетра...
• в трьох взаємоперпендикулярних площинах – стафіло...
• Поліморфізм
Поліморфізм – це здатність мікроорганізмів існувати або знаходитись в різних морфологічних формах (R- та L-формах)
Природний поліморфізм – видова ознака збудника, що пов΄язана з особливостями росту та розвитку
Індукований поліморфізм – виникає в результаті дії певних чинників
Чинники індукованого поліморфізму:
• Хімічні (солі металів, антимікробні засоби)
• Фізичні (нефіозіологічна температура)
• Біологічні (старіння бактерій)
• Ультраструктура бактерій
• Капсула бактерій
Капсула – зовнішній шар, розташований поверх клітинної стінки, який не фарбується аніліновими барвниками
|
|
|
За хімічним складом виділяють:
• Полісахаридні капсули
• Поліпептидні капсули
• Змішані капсули
За здатністю утворювати капсулу виділяють:
• Безкапсульні мікроорганізми
• Капсульні мікроорганізми, які утворюють капсулу
- тільки в макроорганізмі
- в макроорганізмі і на спеціальних поживних середовищах
- постійно
Мінливість основних ознак мікробів. Форми мінливості. Поліморфізм та його значення в лабораторній діагностиці.
Форми мінливості мікроорганізмів.
Зміни та їх форма у світі мікроорганізмів можуть бути різними і залежать від багатьох причин. Фенотипічні зміни пов'язані з умовами середовища, не успадковуються, хоча і можуть зберігатися тривалий час. Генотипічну зміни успадковуються.
^ Фенотипічні зміни.
До фенотипічних змін відносять адаптацію та модифікацію.
Адаптація - пристосування мікроорганізмів до умов середовища.
В даний час це явище пояснюється не зміною в мікробній клітині, а розвитком раніше змінених особин і загибеллю непристосованих, що встановлено при дії на мікроби антибіотиків. Пристосовані клітини розмножуються, а інші - гинуть, тобто відбувається природний відбір.
|
|
|
Модифікація - зміна мікроорганізмів під впливом умов середовища. Змінюються тільки фенотипічні (зовнішні) ознаки (форма, розміри, колір колоній). Так, додавання в середовище хлориду кальцію призводить до вкорочення клітин кишкової палички. Якщо з середовища видалити це речовина, вони знову приймають вихідну форму. Додавання в середу гліцерину і аланіну викликає поліморфізм у холерного вібріона. Модифікація спостерігається в нормальних умовах життя, це реакція на зовнішні подразнення, не пов'язані з порушенням фізіологічних процесів в організмі. При тривалих і сильних впливах на мікробну клітину можуть бути і більш глибокі зміни: палички приймають округлу форму і навіть проходять через пористі фільтри.
^ Генотипический зміни.
Мутації-успадковані зміни в послідовності окремих нуклеотидів, які призводять до появи мікробів з новими властивостями. Такий ген кодує білок, що відрізняється від вихідного по властивостям і функціям.
Термін мутація введений голландським ученим Хуго де Фріз, 1901) властиві всім живим істотам, в тому числі і мікроорганізмам.
^ Спонтанні мутації (без спрямованого впливу) дуже рідкісні: приблизно одна на 100 тис. Вони характеризуються зміною якого-небудь одного ознаки і зазвичай стабільні.
|
|
|
Індуковані, або мутагенні, мутації виникають унаслідок дії чинників середовища. Вони зустрічаються порівняно часто. Мутагени підрозділяються на фізичні, хімічні та біологічні. До фізичних відносять різного роду випромінювання: ультрафіолетові, рентгенівські, радіоактивні. Вони викликають пошкодження генетичного апарату, зміна ознак, властивостей мікробів; до хімічних - сильнодіючі речовини: отруйні (іприт), лікарські (йод, пероксид водню), кислоти (азотистая) та ін Прикладом біологічних мутагенів може бути ДНК. Так, при введенні в клітини ембріона дрозофіли деяких видів онковирусов дорослі особини набувають нові ознаки: на голові виникають незвичайні вирости або поглиблення, іноді зникають очі. Відрізок вірусної ДНК, що вбудовується в одну з хромосом дрозофіли, викликає диференціювання клітин, і, як результат, з'являються морфологічні та інші зміни.
Існують великі і дрібні (точкові) мутації. До великих належать мутації, які характеризуються випаданням великої ділянки гена. Точкова мутація відбувається всередині гена і являє собою заміну, вставку (дуплікація), випадання (делеція) однієї пари азотистих основ ДНК. В результаті точкових мутацій відбувається спадкове зміна яких властивостей мікробної клітини, яка, як правило, залишається життєздатною.
Доведено мутагенна дія вірусів і живих вірусних вакцин на ссавців. Вони пошкоджують спадковий апарат не тільки соматичних, але і статевих клітин. Мутагенна дія вірусів особливо активно проявляється під час епізоотії та епідемій. Чисельність мутацій зростає також при порушенні метаболізму і старінні організму.
Для отримання корисних ознак у мікроорганізмів застосовують самі різні мутагени. Таким методом виділені високоактивні штами продуцентів антибіотиків і інших речовин. Після опромінення продуцента пеніциліну отримані штами, які по своїй активності в десятки-сотні разів перевершують вихідні. У поєднанні з іншими чинниками і при створенні оптимальних умов росту біосинтез підвищувався: пеніциліну в 10 тис. разів, вітаміну В2 (рибофлавіну) в 20 тис., вітаміну Bi2 (ціанкобаламін) в 50 тис. разів.
Необхідно відзначити, що після мутагенезу з'являються не тільки корисні, але й шкідливі ознаки. Мікробів з корисними ознаками буває дуже мало, а найголовніше - для їх визначення доводиться проробляти величезну роботу: не тільки виділяти тисячі штамів в чисту культуру, але і вивчати їхні властивості. Так, тривалим і копіткою працею вдалося в багато разів підвищити вихід незамінних амінокислот (лізин, глутамінова). Дія радіоактивних речовин викликає глибокі зміни в генетичному апараті, але серед мікробів з'являються раси, стійкі до них.
^ Комбінатівная зміни.
Комбінатівная зміни з'являються в результаті трансформації, трансдукції і кон'югації.
Трансформація - це процес перенесення ділянки генетичного матеріалу ДНК, що містить одну пару нуклеотидів, від клітини-донора до клітини-реципієнта. Вперше це явище встановлено в 1928 р. англійським мікробіологом Ф Гриффитом.
Процес трансформації може мимовільно відбуватися в природі у деяких видів бактерій, частіше грампозитивних, коли ДНК із загиблих клітин захоплюється реціпіентная клітинами.
Досвід Ф.Гріффіта
Мишам одночасно були введені дві культури пневмококів: непатогенних, позбавлена капсули (R-штам) і патогенна культура з капсулою (S-штам), убита нагріванням. Всі миші загинули від пневмонії (запалення легенів). З органів полеглих тварин була виділена капсульна, вірулентна культура пневмокока. Чому так сталося, ні автор, ні інші дослідники в той час не могли пояснити. Культура вбитого нагріванням капсульного пневмокока викликала в організмі трансформацію живих бескапсульних мікробів, в результаті чого у них з'явилася здатність до утворення капсули, що і зумовило патогенність.
У процесі трансформації розрізняють п'ять стадій: перша-адсорбція трансформуючою ДНК на поверхні мікробної клітини; друга - проникнення ДНК у клітину-реципієнт; третя - спаровування упровадився ДНК з хромосомними структурами клітини; четверта - включення ділянки ДНК клітини-донора в хромосомні структури клітини-реципієнта ; п'ята - подальша зміна нуклеотиду в ході подальших поділів.
Трансформуватися можуть стійкість і чутливість до антибіотиків, здатність до синтезу ферментів і т. д. Трансформація ознак ДНК відбувається тільки за певних умов і фізіологічних станах клітини, що отримали назву «стан готовності». Оптимальна температура трансформації 29-32 ° С. Висока температура (80-100 ° С), хімічні речовини (азотиста кислота), ультрафіолетові випромінювання, фермент ДНК-аза припиняють трансформує дію ДНК. Таким чином, нуклеїнові кислоти - носії спадкової інформації.
В даний час трансформація є основним методичним прийомом в генній інженерії, використовуваним при конструюванні рекомбінантних штамів із заданим геномом.
Кон'югація - передача генетичного матеріалу від клітки-донора в клітку-реципієнта при безпосередньому статевому контакті клітин. Необхідною умовою кон'югації є наявність у клітині-донорі трансмісивною F-плазміди (фертильності, плодючості). Ця плазміда здатна передаватися від донора до реципієнта, вона кодує синтез статевих пілей, що утворюють кон'югаціонной місток між клітиною-донором і клітиною-реципієнтом, по якому відбувається передача плазмідної і клітинної ДНК. В результаті такого перенесення клітина-реципієнт отримує донорські властивості.
Трансдукція - передача бактеріальної ДНК за допомогою бактеріофага. У процесі реплікації фага всередині бактерій фраг-ме нт бактеріальної ДНК проникає в фагових часток і переноситься в бактерію-реципієнт під час фагової інфекції.
Існують два типи трансдукції: загальна і специфічна. ^ Загальна трансдукція (неспецифічна} -перенесення бактеріофагом фрагмента будь-якій частині бактеріальної хромосоми. Специфічний ська трансдукція - перенесення в клітку-реципієнта суворо певної ділянки бактеріальної ДНК донора.
14. Капсула бактерій, хімічний склад та значення, методи виявлення
Капсула бактерій
В залежності від товщини і щільності зв’язку з стінкою клітини капсули поділяють на:
макрокапсули (істинні) – видимі в світловий мікроскоп, товщина > 0,2 мкм, виявляють за допомогою спеціального методу забарвлення за Бурі-Гінсом
мікрокапсули (товщина < 0,2мкм), невидимі в світловий мікроскоп, виявляють за допомогою електронної мікроскопії або за допомогою серологічних реакцій
Капсулоподібна оболонка або слизовий шар – нещільно зв’язана з поверхнею клітини (ліпідо-полісахарідний шар)
Функції та властивості капсули
1.Захисна функція:
Захист від несприятливих факторів навколишнього середовища ( інсоляції, висушування, бактеріофагів)
Антифагоцитарна роль (обумовлює патогенні властивості капсульних бактерій)
2.Адгезивна функція
Полісахариди капсули споріднені до певних клітин або тканин організму людини (тропізм)
3.Антигенні властивості
Полісахариіди або поліпептиди капсул утворюють К-АГ – при потраплянні в організм викликає імунну відповідь
Використовують для виготовлення вакцин проти капсульних бактерій
Будова клітинної стінки
Будова клітинної стінки
Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій:
Особливості будови клітинної стінки гр(+) бактерій
Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій
1. складається із трьох шарів, різних за хім. будовою:
- внутрішній шар ригідний представлений 1 або 2 шарами пептидоглікану,який складає 20% сухого залишку
середній шар - ліпопротеїновий (зовнішня мембрана) зовнішній шар - ліпополісахаридний пластичний шар
до складу пластичного шару входять білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди
2. товщина клітинної стінки 20нм.
4. менш ригідна,чим клітинна стінка гр(+) бактерій
Особливості будови клітинної стінки гр(-) бактерій
Функції клітинної стінки
5. Транспортна
6. Приймає участь у поділі клітини
7. Токсичні властивості (ендотоксин)
8. Будова та хімічний склад клітинної стінки бактерії обумовлює її тінкторіальні властивості (здатність сприймати барвники)
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 145; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!