ИТОГОВЫЕ ПО МИКРЕ
МОРФОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ БАКТЕРИЙ
1. Строение бактериальной клетки.
Изучение ультраструктуры бактер/клетки стало возможным после появления электронных микроскопов. Поверхностные структуры бактерий: капсулы, жгутики, ворсинки, клеточная стенка, под ней – цитоплазматич мембрана. Внутр структуры: цитоплазма, в кот-й - органеллы: нуклеоид, рибосомы и мезосомы (мембранные образования), а также включения и споры (у спорообразующих).
Жгутики – состоят из белка флагеллина (сокращ-ся). 1 жгутик – монотрихи, пучок – лофотрихи, жгутики на обоих полюсах клетки – амфитрихи, на всей поверхности – перитрихи. Жгутики обеспечивают движение бактерий: беспорядочное, хемотаксис, фототаксис, аэротаксис (от конц-и О2). Скорость зависит от расположения жгутиков, св-в питат/среды. Жгутики имеют антигенные св-ва.
Пили (ворсинки, фимбрии) – тонкие, полые нити из белка длиной 0.3-10 мкм, толщиной 10 нм. Двигательной ф-и нет. Типы: I общий – обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам хозяина, кол-во – до нескольких тысяч. II половые пили – кол-во 1-4 на клетку, участвуют в размножении.
Капсула – непрочно связана с поверхностью клетки. Ф-и: защитная, адгезивная.
Клеточная стенка – состоит из пептидогликана. Нет клет/стенки у микоплазм и L-форм бактерий. Хим/состав клет/стенки и её строение хар-ны для определённых групп прокариотов и служат их отличием. По отношению к окраске по Граму бактерии делятся на грам(+) и грам(-). Ф-и: придаёт определённую форму; защитная; имеет на своей поверхности разные рецепторы; через клет/стенку происходит питание и выделение. Пептидогликан придаёт стенке ригидность и эластичность, с ним связаны антигены у грам(+) бактерий. У грам(-) в пептидогликан входит липополисахарид, обладает антигенными и токсич св-вами – эндотоксин.
Цитоплазматич мембрана – под клет/стенкой. Это липопротеин (15-30% липидов, 50-70% протеинов, 2-5% углеводов и РНК). Ф-и: регуляция поступления метаболитов и ионов, участие в метаболизме, репликации ДНК, спорообразовании.
Мезосомы – производные цитоплазматич мембраны, связаны с нуклеоидом. Расположены у грам(-) – в форме петли, у грам(+) – концентрически, как пузыри, трубочки. Ф-я: участие в делении, спорообраз-и.
Цитоплазма – сложная коллоидная система: 75% воды + минер в-ва, белки РНК, ДНК.
Нуклеоид – ядро бактерий. Нет ядерной мембраны и хромосом, не делится митозом. Состоит из белков гистонов. Содержит 1 молекулу ДНК, РНК и белки. В цитоплазме могут быть также меньшие по массе молекулы ДНК – плазмиды. В молекуле ДНК закодирована вся наследственная информация клетки.
Рибосомы – рибонуклеопротеидные частицы. Ф-я: белоксинтезирующая. Рибосомы бактерий не объединены в эндоплазматическую сеть – в отличие от эукариотов.
Включения – это продукты метаболизма. Используются как запасные питат в-ва (это – гликоген, крахмал, сера, полифосфат).
Спора бактерий.
Э то форма сохранения наследственной информации бактерии в неблагоприятных условиях. К спорообраз-ю способны патогенные бактерии (бациллы, клостридии)и непатогенные (сапрофиты, кокки). Процесс спорообр-я нач-ся сразу после возникновения дефицита питат в-в и длится ~ 8 часов. Никаких внешних источников питания и энергии не требуется. Подготовит стадия – прекращение деления и ↑ кол-ва липидных включений. Стадия предспоры – формир-ся спорогенная зона внутри бактерии (уплотняется цитоплазма с нуклеоидом). Стадия созревания споры – спорогенная зона изолируется путём врастания внутрь клетки цитоплазматич мембраны. Между внутр и наружным слоями образуется кортекс из особого пептидогликана. Потом внешняя сторона мембраны покрывается оболочкой из белков, липидов (термоустойчивость обеспеч-ся дипиколиновой к-той). Затем вегетат часть клетки отмирает, спора сохран-ся месяцы и годы. Такое длит сохранение обусловлено ↓ содержанием воды, ↑содержанием Са, структурой и хим/составом оболочки. В благоприятных условиях спора прорастает в вегетат клетку, набухает, ферменты активир-ся. Оболочка споры разруш-ся, из неё выходит ростовая трубка, заверш-ся синтез клет/стенки, нач-ся деление. Прорастает спора 4-5 часов. Образование споры – 18-20 часов. Спора у бактерий служит для сохранения вида и в размножении не участвует. Грибы, наоборот, размнож-ся спорами.
Белоксинтезирующая система бактерий.
Это рибонуклеопротеидные частицы – рибосомы. В свободном состоянии рибосома наход-ся в виде 2-х субъединиц – 30S и 50S. Обе субъединицы содержат ~по 40% РНК и 60% белка. Субъединица 30S содержит 1 молекулу РНК 16S и 21 молекулу белка. Субъединица 50S содержит 2 молекулы РНК 5S и 23S и 33-34 молекулы белка. Перед началом синтеза белка в бактер/клетке происходит объединение обеих субъединиц с образованием 70S рибосом. Рибосомы с помощью информационной РНК образуют полисомы, обычно связанные с цитоплазматич мембраной.
4. Фазово-контрастная микроскопия.
Позволяет изучать живые и неокрашенные объекты. Метод связан с изменением условий освещения при наблюдении слабоконтрастных биологич объектов в неокрашенном состоянии с целью их визуализации. В отличие от метода тёмного поля, выявляющего только контуры объекта, метод фазового контраста позволяет увидеть элементы внутр структуры прозрачного объекта. Фазово-контрастное устройство даёт возможность преобразовывать фазовые изменения световых волн, проходящих через объект, в амплитудные. В рез-те прозрачные микроорг-мы становятся видимыми.
Различают: (+) фазовый контраст (изображение темнее фона) и (-) фазовый контраст (изображение светлее фона). Отличит особ-ть в изображении – эффект «гало» по контуру объекта (небольшое просветлённое поле вокруг объекта).
Темнопольная микроскопия.
Позволяет наблюдать живые бактерии. Метод тёмного поля основан на эффекте, кот-й достигается освещением объекта полым конусом света. Выявляются контуры объекта. При отсутствии объекта поле зрения микроскопа – тёмное, при наличии объекта – яркое блестящее свечение контура вокруг объекта на тёмном фоне. Метод предложен в 1903 г.
6. Основные отличия прокариотов от эукариотов.
Прокариоты:
· Нет мембран, кот-ми органеллы отделяются от цитоплазмы. Мембрана есть только цитоплазматическая, отделяющая цитоплазму от клет/оболочки или от внешней среды.
· Размер 1-10 мкм (у эукариотов 10-100 мкм).
· Анаэробное дыхание возможно. Фиксация азота возможна.
· Генетич материал наход-ся в кольцевой молекуле ДНК, у эукариотов – в хромосоме.
· Гистонов нет, у эукариотов – есть.
· Рибосомы не объединены в ЭПС.
· Ядро (нуклеоид) имеет фибриальную структуру и не имеет ядерной мембраны.
· Нет митохондрий, хлоропластов, комплекса Гольджи.
· Окислительно-восстановительные ферменты локализованы в мезосомах.
· Не делятся митозом, тип деления – бинарный.
· Нет клеточного центра.
· Нет внутриклеточного перемещения цитоплазмы и амёбовидного движения.
7. Основные типы культур бактерий.
Для изучения св-в микроорг-мов, их систематизации необходимо изолировать бактерии и вырастить их в виде «чистых культур» - массы клеток, состоящей из микроорг-мов 1 вида и полученных как потомство 1 клетки. Штамм – культура бактерий 1 вида, выделенная из разных источников в разное время. Вид – совокупность микроорг-мов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по морфологич и биологич св-вам. Колония – это «чистая культура», популяция микробных клеток 1вида, сформировавшаяся в рез-те деления 1 микробной клетки в условиях культивирования на плотной питат среде при оптимальной t. Различают 3 типа колоний: гладкие – S-тип (круглые, выпуклые, с гладкой поверхностью, влажной консистенцией), шероховатые – R-тип (шероховатые, края неправильные, консистенция сухая), слизистые – М-тип (тягучая консистенция).
8. Признаки идентификации микроорганизмов.
Фенотипич признаки – величина, форма, агрегация (образование нитей, тетрад, пакетов), наличие капсулы, эндоспор, жгутиков, пигментов и способность окрашиваться красителями. Все бактерии по отношению к окраске по Граму делятся на грам(+) – фиолетового цвета и грам(-) – красного. Способность окрашиваться зависит от хим/состава. У грам(+) в клет/стенке нет ароматических и серосодержащих аминок-т, мало липидов, у грам(-) – наоборот. У грам(+) есть магниевая соль РНК, у грам(-) – нет. Эта соль образует прочный хим комплекс с белком, йодом и генцианвиолетом, кот-й не разруш-ся спиртом. У грам(-) такого комплекса нет, они легко обесцвеч-ся под д-ем спирта.
Споры по Граму не окраш-ся, окраска появл-ся только после использования концентрированной подогретой краски. Причём при последующей обработке к-той спора не обесцвеч-ся. Кислотоустойчивые бактерии – для окраски применяют метод Циля-Нильсена. Морфология бактерий (культуры) изучается в окрашенных мазках либо в нативных препаратах.
Подвижность – скользящие (за счет волнообразных движений тела) и плавающие (за счет жгутиков или ресничек) бактерии.
Спорообразование.
Физиологич активность – по способу питания (по отношению к О2 – анаэробные, аэробные и факультативные – получают энергию либо в процессе дыхания, либо при брожении).
Биохимич признаки культуры - по её способности ферментировать углеводы, образовывать индол, аммиак, сероводород, гидролизовать белки.
Антигенные св -ва – родоспецифичные, видоспецифичные, штаммоспецифичные.
Чувствительность к бактериофагам.
Химический состав.
Генетич родство – способность обмениваться генетич информацией, состав ДНК, сходство нуклеиновых к-т и их последовательности.
9. Определение методов микробиологической диагностики.
