Жгутики бактерий, функция, расположение. обнаружение и их определение подвижности бактерий

Образование

В образовании пилей, помимо самих белков-пилинов, участвуют дополнительные белки, способствующие правильной сборке. У грамотрицательных бактерий они должны пройти через клеточную мембрану, периплазматическое пространство и наружную мембрану. Ключевую роль в сборке пилей играет периплазматический шаперон PapD и транспортный белок внешней мембраны, известный как Usher-белок. PapD связывается с пилинами, вышедшими в периплазму, и доставляет их к Usher-белку, после чего высвобождается назад в периплазму. Доставленные к Usher-белку пилины приобретают активированную конформацию и далее собираются в пили.

образуются по специфическому, тщательно регулируемому механизму. У E. coli в их сборке задействованы белковые продукты оперонов csgBA и csgDEFG. Фибрилла кудряшки образована белком CsgA, который, наряду с минорным белком CsgB, участвует в фазе нуклеации фибриллы. Когда нуклеация пройдена и начинается рост ворсинки, CsgB включается в неё. Фибриллы CsgA очень устойчивы и разрушаются лишь под действием 75 %-ной муравьиной кислоты. Оперон csgDEFG кодирует транскрипционный фактор CsgD и три предполагаемых фактора сборки пилей.

Они часто кодируют признаки, полезные для бактериальной клетки (устойчивость к антибиотикам, синтез антибиотиков, способность разрушать и использовать некоторые вещества). Определенные плазмиды могут участвовать в половом процессе бактерий.

Значение бактерий

В организме человека постоянно обитают и функционируют миллиарды бактерий. Среди них около 10 тысяч видов абсолютно безвредны. Все они подразделяются в зависимости от возможности поглощать кислород. Есть бактерии, которые погибают в бескислородной среде, другие могут абсолютно спокойно обходиться без кислорода. А третьи могут приспосабливаться к любой среде обитания.

Вся жизнь на планете развилась из этих микроорганизмов. Кроме того, часть анаэробных бактерий и сейчас «наводит порядок» на планете. Например, бактерии способствуют перегниванию опавших осенних листьев. Благодаря бактериям происходит естественный круговорот веществ в природе. То есть они являются полноценными участниками жизни Земли.


В нуклеоиде проходят биохимические процессы. Плазма не всегда окружает клетку, а только в случае необходимости, она выполняет защитную функцию, оберегая бактерию от пересыхания. Кроме того, плазма участвует в усвоении питательных веществ, которые она через себя пропускает.

Жгутики бактерий. Строение, химический состав, расположение. Методы выявления. Фимбрии и F – пили.

Жгутик — спирально изогнутая полая нить, образованная субъединицами флагеллина, поверхностная структура, присутствующая у многих прокариотических и эукариотических клеток и служащая для их движения в жидкой среде или по поверхности твёрдых сред. бактериальный жгутик имеет толщину 10—20 нм и длину 3—15 мкм, он пассивно вращается расположенным в мембране мотором

Жгутики бактерий состоят из трёх субструктур:

• Филамент (фибрилла, пропеллер) — полая белковая нить толщиной 10—20 нм и длиной 3—15 мкм, состоящая из флагеллина, субъединицы которого уложены по спирали. Полость внутри используется при синтезе жгутика — он происходит в направлении от цитоплазматической мембраны. По полости к собираемому в настоящий момент участку переносятся субъединицы флагеллина.

• Крюк — более толстое, чем филамент (20—45 нм), белковое (не флагеллиновое) образование.

• Базальное тело (трансмембранный мотор)

Расположение жгутиков — характерный признак, имеющий таксономическое значение. Варианты расположения жгутиков приведены на рис. 4-1. У некоторых бактерий жгутики расположены по всей поверхности клеточной стенки (например, у бактерий рода Proteus), такие бактерии известны как перитрихи . Некоторые бактерии снабжены только одним толстым жгутиком (например, представители рода Vibrio), они известны как монотрихи. Политрихи — бактерии, имеющие одиночный по виду жгутик, образованный пучком из 2-50 жгутиков. Полярные жгутики прикреплены к одному или обоим концам бактерии. Монополярно-политрихиальное расположение жгутиков имеют лофотрихи , к ним, например, относят представителей рода Pseudomonas. Биполярно-политрихиальное жгутикование имеют амфитрихи (например, бактерии рода Spirillum).

Окраска жгутиков методом Леффлера.

В основе выявления жгутиков лежит осаждение на них красителя, чем достигается увеличение толщины жгутиков и уменьшение их прозрачности.

• Препарат готовят из 16-18 часовой культуры, которую вносят в 1-2 мл стерильной водопроводной воды до получения тонкой опалесцирующей взвеси.

• Через 20 мин капля суспензии наносят на поверхность чистого обезжиренного стекла и высушивают на воздухе.

• Обрабатывают в течение 15 мин протравой следующего состава: 1 мл насыщенного спиртового раствора основного фуксина, 10 мл 25% водного раствора таннина, 5 мл насыщенного водного раствора сернокислого железа.

• Препарат промывают водой.

• Окрашивают карболовым фуксином Циля, разведенным водой в соотношении 1:1, в течение 5 мин при легком подогревании.

• Промывают водой, высушивают.

При микроскопии готового препарата жгутики видны как тонкие нитевидные структуры.

Окраска по Романовскому — Гимзе

цитологический метод окраски простейших, бактерий, клеточных структур и тканей различных видов (в том числе крови) при световой микроскопии. Предложена в 1904 году Густавом Гимзой. В авторской версии название красителя — «Giemsasche Lözung für die Romanowsky färbung» (Раствор Гимзы для окраски по Романовскому) Окрашивает ацидофильные образования в различные оттенки красного цвета, базофильные — в цвета от пурпурного до синего.

Методика окраски. Мазки, фиксированные в метиловом спирте, окрашивают раствором (1 мл готовой жидкой краски + 2 мл основного буферного раствора + 47 мл дистиллированной воды) в течение 40—120 мин (продолжительность окрашивания подбирают эмпирически). Пользуются фосфатным буфером, но рН буфера зависит от вида мазка: для мазка костного мозга — 5,8 — 6,0, для мазка крови — 6,4 — 6,5, для выявления простейших — 6,8, малярийного плазмодия — 7,0 — 7,2. Ополаскивают в дистиллированной воде, высушивают и исследуют при иммерсии. Бактерии окрашиваются в фиолетово-красный цвет, цитоплазма клеток — в голубой, ядра — в красный. При окрашивании простейших их цитоплазма приобретает голубой цвет, а ядра — красно-фиолетовый.

Фимбрии (от лат. firnbriac – бахрома), длинные, тонкие, прямые выросты, состоящие из гидрофобного белка и находящиеся в большом количестве (иногда до нескольких тысяч) на поверхности клеток грамотрицательных бактерий. Длина Ф. – до 12 мкм, толщина – не более 100 Å. Они значительно тоньше и короче жгутиков. “Мужские” клетки бактерий (доноры) могут иметь 1–3 половые Ф. (пили), образующие между ними и “женскими” клетками (реципиентами) полые мостики, через которые при конъюгации бактерий передаётся ДНК. Ф. могут быть как у подвижных, так и у неподвижных бактерий; возникают обычно из базального тельца, находящегося в цитоплазматической мембране, и проходят через клеточную стенку наружу. Ф. придают бактериальной клетке способность неспецифически “прилипать” к плотной поверхности клеток, тканей и т.п.

F-пили бактерий , или «секс-пили», — жёсткие цилиндрические образования, участвующие в конъюгации бактерий. Пили впервые обнаружены у Escherichia coli K12, то есть у штаммов, содержащих F-фактор ( (англ. fertility плодовитость; син.: половой фактор бактерий, секс-фактор) — плазмида, определяющая конъюгационные свойства мужских штаммов бактерий.). Обычно клетка снабжена 1-2 пилями, имеющими вид полых белковых трубочек длиной 0,5-10 мкм; нередко они имеют шаровидное утолщение на конце. Большинство F-пилей образует специфический белок — пилин. Образование пилей кодируют плазмиды. Их идентифицируют с помощью донорспецифических бактериофагов, адсорбирующихся на пилях и лизирующих клетки.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Жгутики бактерий. Строение, химический состав, расположение. Методы выявления. Фимбрии и F – пили.

Жгутики бактерий. Строение, химический состав, расположение. Методы выявления. Фимбрии и F – пили.

Жгутики бактерий. Строение, химический состав, расположение. Методы выявления. Фимбрии и F – пили.

Жгутики бактерий. Строение, химический состав, расположение. Методы выявления. Фимбрии и F – пили.

Жгутики бактерий. Расположение жгутиков. Перитрихи. Монотрихи. Политрихи. Лофотрихи. Амфитрихи. Феномен роения. Диагностика подвижности бактерий.

По характеру движения подвижные бактерии разделяют на плавающие и скользящие(ползающие). Орган движения плавающих бактерий — жгутики; подвижность скользящих бактерий обеспечивают волнообразные сокращения тела.

Расположение жгутиков — характерный признак, имеющий таксономическое значение. Варианты расположения жгутиков приведены на рис. 4-1. У некоторых бактерий жгутики расположены по всей поверхности клеточной стенки (например, у бактерий рода Proteus), такие бактерии известны как перитрихи [от греч. peri-, вокруг, + trichos, волос]. Некоторые бактерии снабжены только одним толстым жгутиком (например, представители рода Vibrio), они известны как монотрихи. Политрихи — бактерии, имеющие одиночный по виду жгутик, образованный пучком из 2-50 жгутиков. Полярные жгутики прикреплены к одному или обоим концам бактерии. Монополярно-политрихиальное расположение жгутиков имеют лофотрихи [от греч. lophos, пучок, + trichos, волос], к ним, например, относят представителей рода Pseudomonas. Биполярно-политрихиальное жгутикование имеют амфитрихи [от греч. amphi-, двусторонний, + trichos, волос] (например, бактерии рода Spirillum).

Рис. 4-1. Варианты расположения жгутиков (вверху) и движений бактерий (внизу).

Жгутик — спирально изогнутая полая нить, образованная субъединицами флагеллина. У разных бактерий толщина жгутиков варьирует от 12 до 18 нм, что составляет не более 1/10 диаметра жгутиков водорослей и простейших. Жгутики также различают по длине и диаметру витка. Место прикрепления жгутика к бактериальной клетке имеет сложное строение и состоит из базальной структуры и так называемого «крюка» (рис. 4-2). У грамположительных бактерий в состав базальной структуры входит одна пара, а у грамотрицательных бактерий — две пары колец. Кольца играют роль «приводного диска» и «подшипника». Вся конструкция выполняет функцию хемомеханического преобразователя (флагеллиновый мотор). У спирохет за движение ответственна особая органел-ла — осевая нить, состоящая из двух рядов бактериальных жгутиков, расположенных продольно внутри клетки.

Бактериальные жгутики совершают поступательные и вращательные движения, проталкивая бактерии через среду подобно корабельному винту. Они также могут изменять направление вращения и тянуть клетку подобно пропеллеру. Скорость обратного движения в четыре раза меньше скорости поступательного движения. Некоторые перитрихи могут перемещаться по поверхности агара, то есть плавающие бактерии способны к передвижению по поверхности твёрдых сред. В частности, Proteus vulgaris распространяется по поверхности агара, образуя тонкий налёт (напоминающий таковой при выдохе на холодное стекло), а неподвижные штаммы протея лишены такой способности. Это явление получило название «феномен роения», а наблюдение за ним легло в основу некоторых понятий бактериальной серодиагностики. Так, жгутиковые Аг называют Н-Аг [от нем. Hauch, выдох, налёт], а Аг клеточной поверхности — О-Аг [от нем. фпе Hauch, без налёта1.

Рис. 4-2. Схема строения бактериального жгутика. БС — базальная структура, ВМ — внешняя мембрана, ЦПМ — цитоплазматическая мембрана, Р — ротор, О — ось, КО — кольцо жгутикового мотора, КР — крюк, С — цилиндрики-соединители, Н — нить жгутика, Ш — шапочка.

Способность бактерий к целенаправленному движению генетически обусловлена. Например, у Escherichia coli в регуляцию этого процесса вовлечено 3% генома (приблизительно 50 генов). Эти гены кодируют белки, образующие локомоторный аппарат, а также белки и ферменты, участвующие в преобразовании сигналов. Для жгутикового аппарата характерна периодическая изменчивость. Во многом этот процесс носит адаптивный характер и наиболее выражен у патогенных микроорганизмов. В частности, некоторые бактерии выработали систему вариабельности антигенных характеристик жгутиков, позволяющую им на какое-то время избегать направленных эффектов защитных иммунных механизмов.

Способность бактерий к целенаправленному движению генетически обусловлена. Например, у Escherichia coli в регуляцию этого процесса вовлечено 3% генома (приблизительно 50 генов). Эти гены кодируют белки, образующие локомоторный аппарат, а также белки и ферменты, участвующие в преобразовании сигналов. Для жгутикового аппарата характерна периодическая изменчивость. Во многом этот процесс носит адаптивный характер и наиболее выражен у патогенных микроорганизмов. В частности, некоторые бактерии выработали систему вариабельности антигенных характеристик жгутиков, позволяющую им на какое-то время избегать направленных эффектов защитных иммунных механизмов.

–> –>Форма входа –>

Жгутики могут спонтанно или в ответ на внешний стимул изменять направление вращения (рис. 2.34). У некоторых бактерий с полярным расположением жгутиков это приводит к тому, что клетка начинает двигаться вспять. Когда у Chromatium okenii в ответ на вспышку света направление вращения жгутиков меняется, пучок жгутиков превращается в тянущее приспособление; при этом назад клетка перемещается в четыре раза медленнее, чем вперед, и ее движение становится «кувыркающимся». У Thiospirillum jenense – гигантской фототрофной спириллы – единственный полярный пучок жгутиков при обратном движении бьется уже не впереди клетки: пространство биения жгутиков теперь охватывает клетку с боков: оно как бы вывернуто наизнанку (подобно вывернутому ветром зонту). У спирилл с амфитрихальным расположением жгутиков в таком положении находится, смотря по обстоятельствам, то один, то другой пучок.

Жгутики и подвижность бактерий

Жгутики являются органами движения у отдельных представителей прокариот. Подвижность бактерий может обеспечиваться различным образом. Двигаться без жгутиков способны скользящие бактерии (к которым относятся миксобактерии, цианобактерии) и спирохеты. По характеру движения подвижные бактерии разделяются на плавающие и скользящие (ползающие). Орган движения плавающих бактерий — жгутики; подвижность скользящих бактерий обеспечивают волнообразные сокращения тела.

Расположение жгутиков — характерный признак, имеющий таксономическое значение. У палочковидных бактерий жгутики могут прикрепляться полярно или латерально. Варианты расположения жгутиков представлены на рис. 3.10.

Рис. 3.10. Различные типы расположения жгутиков:

а, б, в — перитрихи; г, д, е, ж — амфитрихи; и, к, л, м — монотрихи; н — лофотрихи

Монотрихи (от греч. mono — один + trichos — волос) — бактерии содержат один жгутик (Vibrio); перитрихи — (от греч. реп — вокруг + trichos — волос) — жгутики расположены по всей поверхности клеточной стенки (Proteus); лофотрихи (от греч. lophos — пучок + trichos — волос) — имеют монополярно политрихиальное (Pseudomonas) расположение пучка жгутиков на одном конце клетки; амфитрихи (от греч. amphi — двусторонний + trichos — волос) — бактерии с пучком жгутиков на обоих концах (Spirillum).

Число жгутиков различно у разных видов бактерий: спириллы имеют от 5 до 30, вибрионы — 1—3 на полюсе клетки, а протеи и клостридии — от 50 до 100 жгутиков. Перитрихиально расположенные жгутики работают как один хорошо скоординированный спиральный пучок и проталкивают клетку через среду. Чтобы обнаружить жгутики при обычном увеличении микроскопа, прибегают к протравливанию препарата с целью увеличения диаметра жгутиков, а лучше наблюдать с помощью электронного микроскопа. В среднем диаметр жгутика — 13 нм (до 20 нм), длина у некоторых достигает до 20—30 мкм, во много раз превышая длину самой бактерии. Бактерии, снабженные жгутиками, могут передвигаться очень быстро: Bacillus — со скоростью 1,6 мм/мин, Vibrio — 12 мм/мин; это соответствует примерно от 300 до 3000 длин тела в минуту. Подвижность бактерий выявляют микроскопией препаратов в висячей капле. Характер движения бактерий зависит от расположения жгутиков и частично от формы тела. Бактерии, у которых жгутики находятся на одном конце тела, движутся обычно по прямой линии, совершая иногда легкие колебательные движения. У перитрихов движение сопровождается оживленным кувырканием клетки в разные стороны. Жгутики вращаются сравнительно быстро: например, у спирилл они совершают около ЗОООоб/мин.

Жгутики не являются жизненно важной структурой для бактериальной клетки, но являются видовым признаком. Подвижностью обладают извитые формы бактерий, палочковидные формы — не все, шаровидные формы — неподвижны, за исключением некоторых видов, например Sarcina игеае. Активное движение бактерий — поступательное; жгутики проталкивают клетку подобно корабельному винту, они перегоняют друг друга в разных направлениях и с разной скоростью. Движения бактерий не следует смешивать с чисто механическим перемещением с током жидкости в одном направлении и с одинаковой скоростью или с молекулярным беспорядочным движением взвешенных частиц (броуновским движением). Жгутики могут спонтанно или в ответ на внешний стимул изменять направление вращения. Это приводит к тому, что клетка начинает двигаться вспять. Скорость обратного движения в 4 раза меньше скорости поступательного движения.

Наличие жгутиков зависит от условий внешней среды. На твердых средах при длительном выращивании культуры у бактерий жгутики могут исчезать, а на жидких — вновь появляться. Бактерии теряют жгутики и во время образования спор. На подвижность бактерий влияет присутствие в среде наркотических веществ, ядов, продуктов жизнедеятельности клетки, слишком низкие или высокие температуры.

Читайте также:  Альдактон: инструкция по применению (таблетки), дозировка, противопоказания

Строение жгутика. Жгутики представляют собой полужесткие спиралевидные роторы, приводящие клетки во вращательное движение благодаря подвижному прикреплению ^-кольца к внутренней поверхности клеточной стенки и фиксации М-кольца в клеточной мембране. Вращение ?-кольца относительно фиксированного Л/-кольца обеспечивает жгутику вращательное движение. Кольца как бы играют роль «приводного диска» и подшипника. Вся конструкция выполняет функцию хемомеханического преобразователя (флагеллиновый мотор). У спирохет за движение ответственна особая органелла — осевая нить, состоящая из двух рядов бактериальных нитей, расположенных продольно внутри клетки. Причина движения У-кольца окончательно не выяснена.

Нити жгутиков состоят из специфического белка флагеллина. Место прикрепления жгутика имеет сложное строение и состоит из базальной структуры (или базального тельца) и «крюка».

С помощью базального тельца жгутик закреплен в плазматической мембране и в клеточной стенке. Оно состоит из центрального стержня, на котором у грамотрицательных бактерий находятся две пары колец (рис. 3.11). Наружная пара (кольца L и Р) расположена на уровне наружного и внутреннего слоев клеточной стенки, а внутренняя пара (кольца S и М) — на уровне наружного слоя плазматической мембраны. У грамположительных бактерий наружная пара колец отсутствует, что послужило предположением, что для вращения жгутиков необходима только внутренняя пара.

Крюк — это структура, находящаяся в основании филамента, обычно он изогнут углом или плавно. Наружный диаметр крюка несколько превышает диаметр филамента; общая длина его — около 900 нм. Функция крюка еще не вполне понятна, хотя можно

Рис. 3.11. Схематическая модель базального тела жгутика грамотрицательной бактерии Е. coli Элементы базального тела соотнесены с клеточной мембраной и клеточной оболочкой

предполагать, что он играет роль гибкого сочленения, обеспечивая эффективную передачу движения от базального тела к филаменту и одновременно придавая структуре филамента устойчивость по отношению к изменениям в окружающей среде. Стержень, выходящий из проксимального конца крюка, проходит сквозь клеточные оболочки и соединяется с базальными структурами.

Базальное тело — это сложная структура, ответственная не только за прикрепление жгутика к бактериальной клетке, но также и за создание движения. Исследование его ультраструктуры показало, что у грамотрицательных бактерий (т.е. у бактерий, которые имеют наружную липополисахаридную мембрану и слой пептидогликанов внутри клеточной стенки) в базальном теле есть четыре кольца, почти одинаковых по диаметру. Самое нижнее, или кольцо М(membrane), прикреплено к цитоплазматической мембране, и из него выходит стержень жгутика. Кольцо S (supermembrane) расположено как раз над цитоплазматической мембраной и, по-видимому, не соединено ни с какими другими клеточными структурами. Остальные два кольца — Р (от peptidoglycan, т.е. на уровне пептидогликанового слоя) и L (от lipopolysaccaride, т.е. на уровне липополисахаридной мембраны) — погружены в соответствующие слои клеточной стенки; они фиксируют стержень, проходящий сквозь бактериальную стенку.

У грамположительных бактерий (например, В. subtilis) базальное тело имеет сходную структуру, но несколько упрощенную по сравнению с грамотрицательными бактериями (рис. 3.12). В нем

Рис. 3.12. Схематическая модель базального тела жгутика грамположительной бактерии B.subtilis Элементы базального тела соотнесены с клеточной мембраной и клеточной оболочкой

имеется только одна пара колец, расположенных у основания стержня и, по-видимому, аналогичных кольцам S и М у Е. coir, их обозначают соответственно теми же буквами. У В. subtil is кольцо М находится в цитоплазматической мембране, а кольцо S прикреплено к внутренней части пептидогликанового слоя, где оно, вероятно, контактирует с молекулами тейхоевых кислот.

Некоторые перитрихи могут перемещаться по поверхности агара, т.е. плавающие бактерии способны к передвижению по поверхности твердых сред. Так, Proteus vulgaris распространяется по поверхности агара, образуя тонкий серый налет (напоминающий таковой при выдохе на холодное стекло), а неподвижные штаммы протея лишены такой особенности. Это явление получило название «феномен роения», а наблюдение за ним легло в основу некоторых понятий бактериальной серодиагностики. Антигены поверхности, или вообще тела клетки (соматические) называют

О-антигенами (от нем. Ohne Hauch — без налета, О-форма), а антигены жгутиков — Я-антигенами (от нем. Hauch — налет, Я-форма).

Способность бактерий к целенаправленному движению генетически обусловлена. Например, у Е. coli в регуляции этого процесса вовлечено 3% генома (приблизительно 50 генов). Эти гены кодируют белки, образующие локомоторный (двигательный) аппарат, а также белки и ферменты, участвующие в преобразовании сигналов. Для жгутикового аппарата характерна периодическая изменчивость. Во многом этот процесс носит адаптивный характер и наиболее выражен у патогенных микроорганизмов.

Число жгутиков различно у разных видов бактерий: спириллы имеют от 5 до 30, вибрионы — 1—3 на полюсе клетки, а протеи и клостридии — от 50 до 100 жгутиков. Перитрихиально расположенные жгутики работают как один хорошо скоординированный спиральный пучок и проталкивают клетку через среду. Чтобы обнаружить жгутики при обычном увеличении микроскопа, прибегают к протравливанию препарата с целью увеличения диаметра жгутиков, а лучше наблюдать с помощью электронного микроскопа. В среднем диаметр жгутика — 13 нм (до 20 нм), длина у некоторых достигает до 20—30 мкм, во много раз превышая длину самой бактерии. Бактерии, снабженные жгутиками, могут передвигаться очень быстро: Bacillus — со скоростью 1,6 мм/мин, Vibrio — 12 мм/мин; это соответствует примерно от 300 до 3000 длин тела в минуту. Подвижность бактерий выявляют микроскопией препаратов в висячей капле. Характер движения бактерий зависит от расположения жгутиков и частично от формы тела. Бактерии, у которых жгутики находятся на одном конце тела, движутся обычно по прямой линии, совершая иногда легкие колебательные движения. У перитрихов движение сопровождается оживленным кувырканием клетки в разные стороны. Жгутики вращаются сравнительно быстро: например, у спирилл они совершают около ЗОООоб/мин.

Подвижность мокроорганизмов. Виды бактерии по расположению жгутиков. Методы их изучения.

Предмед микробиоогии,основные отрасли микробиологии, задачи медицинской микробиологии. История развития микробиологии, основные этапы. Выдающиеся ученые-микробиологии.

Микробиология-раздел микробиологии, изучающий закономерности жизни и развития мов их единстве с окружающей средой.

Общая микробиология-изучает строение и жизнедеятельность мо, их распространение вприроде, наследственность и изменчивость.

Мед микробиология-мо вызывающие заболевание человека и процессы происходящие в организме при внедрении болезнетворных мо. Задачей мед микробиологии: разработка методов лд инфекционных болезней, создание иммунобиологических мед-их препаратов для их предупреждения и лечения.

Ветеренарная микробиология-изучает микроорганизмы вызывающие заболевания животных.

Промышленная микробиология-изучает мо,которые используют в производстве пищевых продуктов.

Агромикробиология-изучает мо играющие роль в формировании почвенных структур.

1 эвристический (донаучный)

2 морфологический (основоположник Ливенгук-микроскоп)

3физиологический (основоположник Луи Пастер изучил брожение, жизнедеятельность дрозжевых грибов, вакцину против бешенства)

5 вирусологический основоположник Ивановский

2 Основные принципы классификации микроорганизмов. Понятие о виде и разновидности (морфоварианте,хемоварианте, биоварианте, фаговарианте,сероварианте). Классификация по Берги.основные группы микроорганизмов.

По классификации весь мир микробов делится на 3 царства:

Прокариоты (микробы с неоформленным ядром), 1. Бактерии 2. Спирохеты 3. Риккетсии 4. Хламидии 5. Микоплазмы 6. АктиномицетыЭукариоты (микробы с оформленным ядром) 1. Простейшие 2. ГрибыВирусы (неклеточная форма жизни). 1. ДНК-содержащие 2. РНК-содержащие

Вид – это совокупность микроорганизмов, имеющих общее происхождение (генетическое родство), морфологические, физиологические свойства и обмен веществ.

Внутри вида существуют варианты: морфоварианты, или морфовары, отличающиеся по морфологии; биовары — по биологическим свойствам, хемовары — по ферментативной активности, серовары — по антигенной структуре, фагова-ры — по чувствительности к фагам.

Группы МО: Бактерии ,Простейшие ,грибы ,вирусы , сперахеты ,рекетсии

Бактерии, общая характеристика,основные формы. Строение бактериальной клетки,характеристика и функции основынх и клеточных структур.

Бактерии самая распространенная и многочисленная группа мо. Имеют растительное происхождение.

Классифицируются по группам:

1 палочковидные или собственно бактерии

2 шаровидные кокки(монококки,диплококки, тетрококки, сарцины, стрептококки(цепочка), стафилококки(гроздь))

Строение бак. Клетки:

1 оболочка 3х слойное строение

Наружный-слизистый защитная функция,из него образуются капсулы

Клеточная стенка-осн. Формообразующая форма бактерии лишенная клеточной стенки имеют круглую форму.

Внутренняя уитоплазматическая мембрана участвует в процессе питания и дыхания.

2 цитоплазма- полупрозрачная коллоидная масса в которой находится клеточные органеллы и включения(рибосомы)

3ядерное вещество-нити ДНК свободно лежащие по всей цитоплазме.

Защитные формы бактерии.Их характеристика. Методы изучения.

Капсулы-внешний уплотненный слизистый слой, примыкающий к клеточной стенке. Это защитный орган,который появляется у некоторых бактерий при попадании их в организм человека и животным.

Споры-образуются только палочковидные бактерии при попадании их в неблагоприятные условия анешней среды (низкая температура, недостаток влаги) спора –уплотненный участок цитоплазмы с ядерным веществом и окруженный плотной, непроницаемой оболочкой. Споры могут распологаться у бактерийцентрально,терминально, субтерминально.

Методы их изучения:

При использовании окраски по Граму споры не воспринимают красителей, поэтому на окрашенном фоне они бесцветны. Окрашиваются споры с помощью специальных методов окраски, например по Ожешко или Клейну.

При окраске мазков по Граму истинно капсульные бактерии имеют характерное взаиморасположение (на расстоянии друг от друга). При световой микроскопии капсулы четко не видны, в связи с чем наличие капсул у бактерий выявляется с помощью специальных методов окраски, например по методу Гимзе. Для выявления капсул и бактерий, образующих их в организме, используют микроскопию мазков, приготовленных из патологического материала, или мазков-отпечатков из органов погибших животных.

подвижность мокроорганизмов. Виды бактерии по расположению жгутиков. Методы их изучения.

Жгутики-органы движения, характерны для палочковидных бактерии. Это тонкие нитевидные фибрилы,состоящие из белка-флагеллина. Жгутики отходят от базального тельца, расположенного в цитоплазме, и выхдя на поверхность клетки.

Бактерии, общая характеристика,основные формы. Строение бактериальной клетки,характеристика и функции основынх и клеточных структур.

Жгутики и включения у бактерий. Методы их обнаружения.

Жгутики служат бактериальной клетке органами движения. Лишь у спирохет эту функцию выполняет осевая нить (аксиальная фибрилла). И жгутики бактерий, и осевые нити спирохет состоят из сократительного белка флагеллина.

А. Жгутики обладают вращательным типом движения.

Б. Существует классификация бактерий по числу и расположению их жгутиков.

1. Бактерии, имеющие один жгутик называются монотрихами. Как правило, такой жгутик расположен на полюсе клетки. Монотрихи – самые «быстроходные» среди бактерий.

2. Бактерии, имеющие более одного жгутика, называются политрихами.

а. Если у бактерий имеется – как правило, на полюсе клетки – пучок жгутиков, то такие бактерии на-зываются лофотрихами.

б. Если пучки жгутиков (или два жгутика) располагаются на противоположенных полюсах клетки, то такие бактерии называются амфитрихами.

в. Если жгутики располагаются по всему периметру клетки, то такие бактерии называются перитри-хами.

3. Бактерии, лишённые жгутиков, называются атрихами.

В. Методы выявления жгутиков условно можно разделить на две группы: косвенные и прямые.

1. Косвенно жгутики можно выявить по факту подвижности бактериальных клеток. Для выявления подвижности бактерий готовят, например, препарат «раздавленная» (или «придавленная») капля. Для этого каплю бактериальной культуры – лучше, если эта культура будет при этом выращена на жидкой питательной среде – помещают на предметное стекло и накрывают покровным стеклом. Микроскопируют или с помощью иммерсионной системы или использую объектив 40. Для того, чтобы чётче раз-глядеть неокрашенные живые бактерии, можно несколько затемнить поле зрения, приспустив конденсор.

2. При прямом обнаружении жгутиков их непосредственно наблюдают в микроскоп.

Для этого применяются специальные методы окраски. Например, метод Морозова основан на обволакивании жгутика тонким слоем солей серебра или ртути. При этом жгутик, не меняя своей формы, становиться чуть толще. Этого достаточно, чтобы структура, «перешагнув» нижнюю границу разрешающей способности иммерсионного микроскопа, стала видимой.

Включе­ния.В цитоплазме имеются различные включе­ния в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они накапливаются при избытке питательных веществ в окружающей среде и выполняют роль запасных веществ для пита­ния и энергетических потребностей.

Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Толуидиновым синим или метиленовым голу­бым волютин окрашивается в красно-фиоле­товый цвет, а цитоплазма бактерии — в синий. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде ин­тенсивно прокрашивающихся полюсов клетки. Метахроматическое окрашивание волютина связано с высоким содержанием полимеризо-ванного неорганического полифосфата. При электронной микроскопии они имеют вид элек­тронно-плотных гранул размером 0,1—1,0 мкм.

Питание бактерий. Источники основных элементов. Классификация бактерий по типам питания. Основные различия между ауто – и гетеротрофами, сапрофитами и паразитами. Факторы роста. Механизмы транспорта питательных веществ в бактериальную клетку.

Типы питания.Микроорганизмы нуждают­ся в углеводе, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. В зависимости от источников углерода для питания бактерии делятся на аутотрофы, использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы, питающиеся за счет готовых органических соединений. Аутотрофными бактериями являются нитрифицирующие бактерии, находящиеся в почве; серобактерии, обитающие в воде с сероводородом; железобак­терии, живущие в воде с закисным железом, и др.

Гетеротрофы, утилизирующие органические остатки отмерших организмов в окружающей среде, называются сапрофитами. Гетеротрофы, вызывающие заболевания у человека или живот­ных, относят к патогенным и условно-патогенным. Среди пато­генных микроорганизмов встречаются облигатные и фа­культативные паразиты (от греч. parasitos — нахлебник). Облигатные паразиты способны существовать только внутри клетки, например риккетсии, вирусы и некоторые простейшие.

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого доно­ром электронов или водорода, микроорганизмы делят на две группы. Микроорганизмы, использующие в качестве доноров во­дорода неорганические соединения, называют литотрофны-ми (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использую­щие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами.

Механизмы питания.Поступление различных веществ в бак­териальную клетку зависит от величины и растворимости их мо­лекул в липидах или воде, рН среды, концентрации веществ, различных факторов проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая мак­ромолекулы массой более 600 Д. Основным регулятором поступ­ления веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана. Условно можно выделить четыре механизма проникновения пи­тательных веществ в бактериальную клетку: это простая диффу­зия, облегченная диффузия, активный транспорт, транслокация групп.

Наиболее простой механизм поступления веществ в клетку — простая диффузия, при которой перемещение веществ про­исходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазматической мембраны. Вещества проходят через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молеку­лы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам в цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.

Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазмати­ческой мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помо­щью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматичес­кой мембране и обладающих специфичностью. Каждый перенос­чик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает другому компоненту цитоплазматической мембра­ны — собственно переносчику. Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплазматичес­кая мембрана. Облегченная диффузия протекает без затраты энер­гии, вещества перемещаются от более высокой концентрации к более низкой.

Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ от меньшей концентрации в сто­рону большей, т.е. как бы против течения, поэтому данный про цесс сопровождается затратой метаболической энергии (АТФ), образующейся в результате окислительно-восстановительных ре­акций в клетке.

Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видо­изменяется в процессе переноса, например фосфорилируется.

Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.

Классификация бактерий по источнику получения энергии. Основные различия между фото – и хемотрофами, аэробами и анаэробами. Биохимические механизмы аэробного и анаэробного дыхания. Методы культивирования анаэробных бактерий.

Учитывая источник энергии, среди бактерий различают фототрофы, т.е. фотосинтезирующие (например, сине-зеленые во­доросли, использующие энергию света), и хемотрофы, нуж­дающиеся в химических источниках энергии.

Читайте также:  Диета при хеликобактер пилори: основные правила питания и примерное меню

Дыхание, или биологическое окисление, основано на окисли­тельно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ-универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление — отдача донорами (молекулами или атомами) во­дорода или электронов; восстановление — присоединение водо­рода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть молекулярный кислород (такое дыхание называется аэробным) или нитрат, сульфат, фумарат (такое дыхание называется анаэробным — нитратным, сульфатным, фумаратным).

Анаэробиоз (от греч. аег — воздух + bios — жизнь) — жизнедеятельность, протекающая при отсутствии сво­бодного кислорода. Если донорами и акцепторами водорода яв­ляются органические соединения, то такой процесс называется брожением. При брожении происходит ферментативное расщепление органических соединений, преимущественно углеводов, в анаэробных условиях. С учетом конечного продукта расщепления углеводов различают спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и другие виды брожения.

По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на три основные группы: облигатные, т.е. обязатель­ные, аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы.

Включе­ния.В цитоплазме имеются различные включе­ния в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они накапливаются при избытке питательных веществ в окружающей среде и выполняют роль запасных веществ для пита­ния и энергетических потребностей.

Жгутики бактерий, функция, расположение. обнаружение и их определение подвижности бактерий

На клеточной поверхности многих прокариот имеются структуры, определяющие способность клетки к движению в жидкой среде. Это – жгутики. Их число, размеры, расположение, как правило, являются признаками, постоянными для определенного вида, и поэтому учитываются при систематике прокариот. Однако накапливаются данные о том, что количество и расположение жгутиков у одного и того же вида могут в значительной степени определяться условиями культивирования и стадией жизненного цикла, и, следовательно, не стоит переоценивать таксономическое значение этого признака.

Если жгутики находятся у полюсов или в полярной области клетки, говорят об их полярном или субполярном расположении, если вдоль боковой поверхности, говорят о латеральном расположении.

Жгутики представляют собой длинные отростки, которые отходят от одного (монотрихи, лофотрихи) или обоих (амфитрихи) полюсов бактериальной клетки либо распределены по всей ее поверхности (перитрихи). Как и фимбрий, жгутики состоят из полимеризованных или плотно уложенных белковых субъединиц, которые придают им жесткую спиралеобразную форму и обусловливают серологические отличия разных видов бактерий.

У некоторых спирохет, например, Treponema pallidum и Borrelia burgdorferi, продольно расположенные жгутики собраны в осевую нить. Благодаря этому образованию, спирально охватывающему клетку, спирохеты могут активно передвигаться при помощи вращательных движений. Некоторые бактерии могут перемещаться по субстрату без видимых двигательных структур.

В зависимости от числа жгутиков и их локализации на поверхности клетки различают:

  • монополярные монотрихи(один жгутик прикреплен к одному полюсу клетки;
  • монополярные политрихи(пучок жгутиков расположен на одном полюсе клетки), биполярные политрихи (на каждом полюсе – по пучку жгутиков;
  • перитрихи(многочисленные жгутики расположены по всей поверхности клетки или вдоль ее боковой поверхности.

В последнем случае число жгутиков может достигать 1000 на клетку.

Обычная толщина жгутика – 10-20 нм, длина – от 3 до 15 мкм. У некоторых бактерий длина жгутика может на порядок превышать диаметр клетки. Как правило, полярные жгутики более толстые, чем перитрихиальные.

Жгутик представляет собой относительную жесткую спираль, обычно закрученную против часовой стрелки. Вращение жгутика также осуществляется против часовой стрелки с частотой от 40 до 60 об/с, что вызывает вращение клетки, но в противоположном направлении. Поскольку клетка намного массивнее жгутика, она вращается со значительно меньшей скоростью – порядка 12-14 об/мин. Вращательное движение жгутика преобразуется также в поступательное движение клетки, скорость которого в жидкой среде для разных видов бактерий составляет от 16 до 100 мкм/с.

Изучение строения жгутика под электронным микроскопом обнаружило, что он состоит из трех частей. Основную массу жгутика составляет длинная спиральная нить (фибрилла), у поверхности клеточной стенки переходящая в утолщенную изогнутую структуру – крюк. Нить с помощью крюка прикреплена к базальному телу, вмонтированному в ЦПМ и клеточную стенку. Белковые субъединицы уложены в виде спирали, внутри которой проходит полый канал. Наращивание жгутика происходит с дистального конца, куда субъединицы поступают по внутреннему каналу. У некоторых видов жгутик снаружи дополнительно покрыт чехлом особого химического строения или же являющимся продолжением клеточной стенки и, вероятно, построенным из того же материала.

К поверхностным структурам бактериальной клетки относятся также фимбрии (пили, реснички, ворсинки) — жесткие прямые полые нити из белка пилина, локализованые на КС. Фимбрии короче и тоньше жгутиков: их диаметр 3–20 нм, длина 0,2–10,0 мкм.

Фимбрии — необязательная клеточная структура, так как и без них бактерии хорошо растут и размножаются. В отличие от жгутиков, фимбрии не выполняют двигательную функцию и обнаружены у подвижных и неподвижных форм. По своему функциональному назначению фимбрии подразделяются на 2 типа. Термин «фимбрии» чаще используется для обозначения общих пили, а термин «пили» — для обозначения секс-пили.

Фимбрии 1 (общего) типа имеются у большинства бактерий. Они покрывают всю поверхность клетки, располагаются перитрихиально или полярно. Количество фимбрий велико — от нескольких сотен до нескольких тысяч на одну бактери­альную клетку. Синтез фимбрий контролируется бактериальной хромосомой, утрата фимбрий приводит к их новому синтезу.

Покрывая всю клетку, фимбрии создают ворсистую поверхность. Иногда фимбрии сливаются в комки, придавая неопрятный вид клетке; в других случаях поверхность клеток покрыта войлокообразным чехлом, состоящим из сплетений тонких нитей.

Пили 2 типа (синонимы: конъюгативные, половые, секс-пили) образуются только мужскими клетками-донорами, содержащими трансмиссивные плазмиды (F, R, Col), в ограниченном количестве (1–4 на клетку), имеют терминальные вздутия.

Фимбрии обоих типов:

  • Обладают антигенной активностью.
  • На них адсорбируются бактериофаги (специфические вирусы бактерий).
  • Адгезивная функция: обеспечивают прикрепление бактерий к клеткам слизистых оболочек организма хозяина и к другим субстратам (клеткам растений, грибов, неорганическим частицам и органическим остаткам).
  • Механическая защита бактериальной клетки. Придают бактериям свойство гидрофобности и способствуют объединению клеток в группы.
  • Увеличивают всасывательную поверхность клетки бактерий, участвуют в процессах питания, водно-солевого обмена и в транспорте метаболитов.

Половые пили: F–пили обеспечивают конъюгацию — передачу части генетического материала от донорской клетки к реципиентной.

  • монополярные монотрихи(один жгутик прикреплен к одному полюсу клетки;
  • монополярные политрихи(пучок жгутиков расположен на одном полюсе клетки), биполярные политрихи (на каждом полюсе – по пучку жгутиков;
  • перитрихи(многочисленные жгутики расположены по всей поверхности клетки или вдоль ее боковой поверхности.

Методы выявления капсул, жгутиков, спор

Для выявления некоторых бактерий и отдельных структур клеток применяют специальные методы окраски.

Окраска кислотоустойчивых бактерий по методу Циля-Нильсена:

1. На фиксированный мазок наносят карболовый раствор фуксина через полоску фильтровальной бумаги и подогревают до появления паров в течение 3-5 минут.

2. Снимают бумагу, промывают мазок водой.

3. На мазок наносят 5% раствор серной кислоты или 3% раствор солянокислого спирта на 1-2 минуты для обесцвечивания.

4. Промывают водой.

5. Докрашивают мазок водным раствором метиленового синего в течение 3-5 минут.

6. Промывают водой, высушивают и микроскопируют.

Выявление капсулы по методу Гинса:

1. На предметное стекло наносят каплю туши, а рядом – каплю исследуемого материала. Обе капли тщательно перемешивают и с помощью шлифованного стекла готовят мазок.

2. Мазок высушивают на воздухе и фиксируют на пламени горелки.

3. Мазок окрашивают фуксином в разведении 1:3 или сафранином. При этом бактерии окрашиваются в красный цвет, капсулы остаются неокрашенными и выделяются на темном фоне препарата.

Окраска жгутиков по Леффлеру:

1. Взвесь бактерий переносят в каплю воды, не перемешивают и высушивают.

2. Обрабатывают препарат 15-20 минут протравой (1 мл насыщенного спиртового раствора фуксина + смесь из 10 мл 25% водного раствора танина с 5 мл насыщенного водного раствора сернокислого железа).

3. Тщательно промывают водой и высушивают на воздухе.

4. Докрашивают фуксином Циля в течение 3-4 минут при легком подогревании.

5. Промывают водой, высушивают, микроскопируют.

Окраска спор по методу Ожешки:

1. На нефиксированный мазок наносят 0,5% раствор хлористоводородной кислоты и подогревают на пламени горелки в течение 2-3 минут.

2. Кислоту сливают, препарат промывают водой, просушивают и фиксируют над пламенем горелки.

3. Окрашивают препарат по Цилю-Нильсену. Споры бактерий при этом приобретают красный цвет, а вегетативные формы – синий.

Изучение микробов в живом состоянии

Клетки микроорганизмов в живом состоянии изучают методом раздавленной капли и методом висячей капли.

Метод раздавленной капли. На поверхность обезжиренного предметного стекла наносят каплю исследуемого материала или суспензию бактерий и покрывают ее покровным стеклом. Капля должна быть небольшой, не выходящей за края покровного стекла. Микроскопируют препарат с объективом х40. Метод раздавленной капли удобен для исследования подвижности бактериальных клеток, а так­же для изучения крупных микроорганизмов – плесневых грибов, дрожжей.

Метод висячей капли. Препарат готовят на покровном стекле, в центр которого наносят каплю бактериальной суспензии. Затем предметное стекло с лункой, края которого предварительно смазывают вазелином, прижимают к покровному стеклу так, чтобы капля находилась в центре лунки. Препарат переворачивают покровным стеклом вверх. В правильно приготовленном препарате капля должна свободно висеть над лункой, не касаясь ее дна или края. Для микроскопии используют вначале малый сухой объектив х8, под увеличением которого находят края капли, а затем устанавливают объектив х40 и исследуют препарат.

Контрольные вопросы по теме занятия:

1. Основные структурные элементы бактериальной клетки, их функции.

2. Особенности строения клеточной стенки. Строение клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных бактерий.

3. Спорообразование у бактерий.

4. Включения в цитоплазму бактериальной клетки.

5. Простые методы окраски микробов.

6. Сложные методы окраски микробов (методы Грама, Циля-Нильсена, Бурри-Гинса, Ожешко). Методы обнаружения капсул, жгутиков, спор бактерий.

7. Сущность окраски микробов по Граму.

8. Техника приготовления мазков на предметных стеклах. Техника приготовления двух и более мазков на одном стекле.

9. Техника окраски микробов по Граму. Распределение микроорганизмов в зависимости от окраски по Граму.

10. Методы изучения микробов в живом состоянии.

Литература для подготовки к занятию:

Основная литература:

1. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Под ред. А.А. Воробьева. М., 2004.

Дополнительная литература:

1. Л.Б. Борисов. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. М., 2002.

2. О.К. Поздеев. Медицинская микробиология. М., ГЭОТАР-МЕДИА, 2005.

Ультраструктура бактериальной клетки

1. Нуклеоид – генетический аппарат бактерий. Содержит ДНК, РНК, белки (отсутствуют мембрана, гистоны, не делится митозом).

2. Цитоплазма – коллоидный раствор белков, углеводов, липидов, минеральных веществ (цитозоль), в котором находятся структурные элементы (рибосомы, нуклеоид, включения, плазмиды):

– рибосомы – место синтеза белка;

– плазмиды – автономная молекула ДНК с дополнительной генетической информацией (способность к конъюгации, резистентность к лекарственным препаратам, синтез токсинов и др.);

– включения (волютин, гликоген, крахмал, сера) – запас питательных веществ.

3. Цитоплазматическая мембрана – трехслойная мембрана (два слоя фосфолипидов и слой белка); функция – транспорт питательных веществ.

4. Мезосомы – производные (впячивания) цитоплазматической мембраны (ламинарные, везикулярные, трубчатые); функция – участие в делении клетки и в секреции веществ.

5. Клеточная стенка – структура, придающая бактериям постоянную определенную форму. Основа – пептидогликан (параллельно расположенные поперечные молекулы гликана, соединенные тетрапептидом). У грамположительных бактерий пептидогликан многослойный, прошит тейхоевой и липотейхоевой кислотами. У грамотрицательных бактерий пептидогликан однослойный, связан с помощью липопротеина с наружной мембраной, состоящей из липополисахаридов, фосфолипидов и белков.

6. Жгутики – тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, аппарат передвижения: монотрихи, амфитрихи, лофотрихи, перитрихи (аэротаксис, фототаксис). Состав – белок флагеллин (Н-антиген). Обнаруживаются при окраске по Леффлеру.

7. Пили (ворсинки, фимбрии) – нитевидные образования, берущие начало от поверхности клетки:

– пили первого типа – общие пили (100-200), адгезивные;

– пили второго типа – конъюгативные (половые) пили (1-4).

Состав – белок пилин.

8. Капсула (макрокапсула, слизистый чехол, микрокапсула). Химическое строение – полисахарид. Образуется главным образом в макроорганизме. Защищает бактерии от факторов макроорганизма. Определяет типоспецифичность бактерий. Обнаруживается при окраске по Бурри-Гинсу.

9. Спора – форма сохранения вида в неблагоприятных условиях. Не является способом размножения. Место расположения в клетке – центральное, субтерминальное, терминальное. Обнаруживаются при окраске по методу Ожешки (Цилю-Нильсену).

ЗАНЯТИЕ 3

ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Стерилизация. Методы стерилизации. Дезинфекция. Основные группы дезинфицирующих и антисептических веществ, механизм их антибактериального действия. Физиология бактерий. Питание микроорганизмов. Питательные среды, их классификация. Техника посева в жидкие и на плотные питательные среды. Бактериологический метод (первый этап).

УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить действие физических и химических факторов на микроорганизмы. Ознакомиться с методами стерилизации и дезинфекции. Познакомиться с основными группами дезинфицирующих и антисептических веществ, механизмами их антибактериального действия. Познакомиться с понятием “физиология бактерий”, типами питания микроорганизмов, классификацией питательных сред. Освоить технику посева бактерий в жидкие и на плотные питательные среды.

ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:

1. Изучить действие физических и химических факторов на микроорганизмы.

2. Ознакомиться с методами стерилизации и дезинфекции.

3. Изучить основные группы дезинфицирующих и антисептических веществ, механизмы их антибактериального действия.

4. Познакомиться с типами питания микроорганизмов и с классификацией питательных сред.

5. Освоить технику посева бактерий в жидкие и на плотные питательные среды.

1. Нуклеоид – генетический аппарат бактерий. Содержит ДНК, РНК, белки (отсутствуют мембрана, гистоны, не делится митозом).

Вопрос (Капсула бактерий, ее биологическая роль, способ обнаружения).

Капсула образуется только в организме человека и животных. Это слизистый слой, толщиной 0,2 мкм, имеющий четко очерченные внешние границы.

По химическому составу различают:

капсулы, состоящие из полисахаридов, не содержащих азот

– капсулы, состоящие из полисахаридов, содержащих азот

– капсулы полипептидной природы (сибиреязвенные бациллы)

Капсула гидрофильна и включает большое количество воды. Многие бактерии образуют микрокапсулу –вокруг одной бактериальной клетки, выявляется при электронной микроскопии в виде микрофибрилл из мукополисахаридов, которые прилегают к клеточной стенке (чумная палочка). Макрокапсула – вокруг нескольких бактериальных клеток, выражен слизистый слой, снаружи покрывающий клеточную стенку (пневмококк, сибиреязвенные бациллы).

Функции капсулы:

1. препятствует фагоцитозу бактерий, действию бактериофагов

2. защита от высыхания

3. адгезивная – способствует прилипанию к поверхности клетки хозяина

4. определяет антигенную специфичность и иммуногенные свойства.

Капсула, в связи с гелеобразной консистенцией, плохо удерживает красители, поэтому для ее обнаружения используют метод негативного контрастирования, например, по Бури-Гинсу:

1. На середину предметного стекла наносят капельку черной туши и смешивают ее с каплей культуры капсульных бактерий с помощью петли.

2. краем другого предметного стекла делают мазок по типу кровяного. Мазок сушат на воздухе и фиксируют в пламени горелки.

3. Окрашивают 5 минут карболовым фуксином, разведенным водой 1:3

4. осторожно промывают водой, высушивают.

Бактерии окрашиваются в красный цвет, неокрашенные капсулы контрастно выделяются на темном фоне препарата.

10 вопрос (Спорообразование у микробов, биороль. Способ окраски спор).

Споры – это покоящиеся клетки с грамположительным типом строения клеточной стенки. У них низкая метаболическая активность. Образуются при неблагоприятных условиях окружающей среды. Внутри клетки образуется одна спора (эндоспора). Спора способствует сохранению вида и не является способом размножения. Споры обладают высокой устойчивостью к высушиванию, действию повышенной температуры и различных химических веществ. По диаметру споры могут быть больше (клостридии) и меньше (бациллы) вегетативных микроорганизмов.

Споры могут располагаться:

– центрально (сибиреязвенная бацилла)

– терминально (клостридия столбняка)

Читайте также:  Какая вакцина от гриппа лучше: лечение простудных заболеваний медикаментозно и народными средствами у взрослых и детей

– субтерминально (клостридия ботулизма)

Стадии спорообразования:

1. подготовительная – в одном из участков клетки цитоплазма с частью нуклеоида уплотняется.

2. Проспора – цитоплазматическая мембрана врастает в цитоплазму и окружает уплотнившийся участок

3. Образование оболочки – между двумя мембранами, покрывающими проспору, формируется толстый слой кортекса (кора).

4. созревание – остальная часть клетки отмирает, формируется зрелая спора с плохо проницаемой многослойной оболочкой.

5. весь процесс занимает 18-20 часов.

Прорастание спор включает три стадии:

1. Активация – осуществляется различными воздействиями (кислая рН, свободные сульфгидрильные группы, повышением температуры, механическими повреждениями)

2. Начальная стадия – активация автолизина, который разрушает пептидогликан кортекса, в спору поступает вода, спора высвобождается от дипиколината кальция, разрушаются другие компоненты.

3. Стадия роста – появляется ростовая трубка, из которой вырастая новая вегетативная клетка

4. процесс прорастания занимает 5-6 часов.

Методы обнаружения спор:

1. фиксированный мазок покрывают полоской бумаги, на нее наносят карболовый фуксин Циля и несколько раз подогревают над пламенем горелки до появления паров, каждый раз подливая краситель

2. Бумагу снимают и обесцвечивают мазок в 5% растворе серной кислоты, затем промывают водой

3. на мазок наливабт раствор метиленового синего на 3-5 мин

4. препарат промывают водой, высушивают, микроскопируют с иммерсионной системой.

5. споры окрашиваются в красный цвет

Окраска по Ожешки:

1. на нефиксированный мазок 0,5% р-р соляной кислоты

2. подогревают на пламени горелки 2-3 мин

3. кислоту слить

4. препарат промыть водой

7. окраска по Цилю-Нильсена

8. Споры – красный цвет.

11 вопрос (Жгутики бактерий, их обнаружение (биологическая роль, расположение, химический состав).

Жгутики – очень тонкие органы движения. Состоят из сократительного белка флагеллина на 98%. Жгутики связаны с телом бактерий при помощи 2-х дисков:

– наружный находится в клеточной стенке

– внутренний – в цитоплазматической мембране.

Жгутик состоит из трех компонентов – спиральная нить, крючок, базальное тельце и стержень со специальными дисками (1 пара дисков – у грамположительных бактерий, 2 пара – у грамотрицательных).

Классификация:

1. монотрихи – один жгутик на конце (холерный вибрион)

2. амфитрихи – по одному жгутику с разных концов (спирилла)

3. лофотрихи – пучок жгутиков на конце (псевдомонада)

4. перитрихи – жгутики по всей поверхности (сальмонелла, кишечная палочка).

Методы обнаружения жгутиков:

1. метод серебрения по Морозову (окрашиваются в темно-коричневый цвет)

2. метод Леффлера (окрашиваются в красный цвет фуксином Циля)

3. электронная микроскопия

12 вопрос (Отличительные черты строения Грам + и Грам – бактерий. Окраска по Граму (техника).

Клеточная стенка грамположительных бактерий имеет наиболее простое строение. Структура ее однородна, она толще (10—15 нм), чем клеточная стенка грамотрицательных бактерий. Основная масса клеточной стенки — гликопептиды (до 90%). Сеть микрофибрилл погружена в матрикс, содержащий полисахариды (до 90%) и тейхоевые кислоты. Белки обычно отсутствуют, а липиды составляют всего 2,5%. Однако некоторые грамположительные бактерии, например коринебактерии и микобактерии, содержат в клеточной стенке большое количество липидов. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий имеет сложное строение и по химическому составу значительно отличается от клеточных стенок грамположительных бактерий. Внутренний слой клеточной стенки — тонкий мешочек молекул гликопептида, состоящий из одного или двух молекулярных слоев (2—3 нм). Поверх него лежит широкий внешний слой (7—8 нм) из неплотно упакованных молекул белка и фосфолипидов, над которым располагается третий слой — липополисахариды. Возможна и другая структура внешнего слоя клеточной стенки: в двойной слой фосфолипидов включены белки и липополисахариды.

Окраска по Грамму:На мазок кладут фильтровальную бумагу и наливают карболовый раствор генцианового фиолетового на 1-2 минуты. Снимают бумагу и, не промывая мазок водой, наливают раствор Люголя на 1 минуту, обесцвечивая препарат в 96% спирте в течение 30 секунд. Промывают водой. Красят 1-2 минуты водным раствором фуксина. Ополаскивают водой и высушивают. В результате окраски грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый, грамотрицательные – в красный.

13 вопрос (Строение и способы изучения актиномицетов).

Актиномицеты, или лучистые грибы, — низшие растительные организмы, широко распространенные в природе, особенно в почвах, богатых органическими веществами. Многие актиномицеты имеют промышленное значение для получения антибиотиков, участвуют в круговороте веществ в природе. Известны актиномицеты, вызывающие заболевания у человека и животных. Актиномицеты имеют форму тонкой длинной ветвящейся нити, напоминающей гифы грибов, диаметром 0,2—1 мкм, иногда значительной длины.

Актиномицеты обладают некоторыми признаками, общими как с бактериями, так и с грибами. Как бактерии они содержат нуклеоид, состоят из одной клетки, покрытой оболочкой, грамположительны. В то же время они имеют форму ветвящейся нити, которая характерна для нитевидных грибов. Нити актиномицетов, переплетаясь, как и грибы, образуют видимый глазом мицелий. Часть актиномицетов (стрептомицеты) размножается спорами, поэтому они занимают как бы промежуточное положение между бактериями и грибами. По классификации Берджи актиномицеты выделены в самостоятельную группу 17, порядок Actinomycetales, в который входят три семейства.

Семейство Actinomycetaceae. Нитевидные клетки актиномицетов часто распадаются на отдельные фрагменты, напоминающие бациллы. Размножаются они путем фрагментации нитей, спор не образуют. Большинство актиномицетов — сапрофиты, живущие за счет разложения органических веществ в почве. Нокардии могут вызывать сходные с туберкулезом заболевания человека и животных — нокардиозы, а актиномицеты — актиномикозы.

Семейство Streptomycetaceae. Имеют наибольшее сходство с грибами. Образуют длинный разветвленный воздушный мицелий, состоящий из тонких нефрагментированных нитей. Размножаются спорами-конидиями, которые образуются на вершине отдельных нитей-конидиофоров. Конидии менее термоустойчивы, чем споры бактерий, и гибнут при 65°С через 10 – 3О мин. Большинство стрептомицетов играет активную роль в разложении разнообразных органических остатков в почве. Представители стрептомицетов являются продуцентами антибиотика стрептомицина. Некоторые из них вызывают заболевания животных и сельскохозяйственных растений.

Семейство Mycobacterium. В патологии человека наиболее важную роль играют микроорганизмы рода Myco-bacterium. Микобактерии могут образовывать слабоветвящийся короткий мицелий, склонный к распаду на отдельные фрагменты. Чаще микобактерии имеют вид палочек, поэтому их относят к истинным бактериям. Размножаются они поперечным делением. Среди микобактерий имеются возбудители очень тяжелых заболеваний человека: туберкулеза и лепры (проказа).

Обычно Актиномицеты окрашиваются простыми методами или по Грамму:

На мазок кладут фильтровальную бумагу и наливают карболовый раствор генцианового фиолетового на 1-2 минуты. Снимают бумагу и, не промывая мазок водой, наливают раствор Люголя на 1 минуту, обесцвечивая препарат в 96% спирте в течение 30 секунд. Промывают водой. Красят 1-2 минуты водным раствором фуксина. Ополаскивают водой и высушивают. В результате окраски грамположительные бактерии окрашиваются в фиолетовый, грамотрицательные – в красный.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

По химическому составу различают:

Предметом изучения микробиологии

Расположение жгутиков у бактерий.

Жгутиковые двигатели у бактерий

Бактерии, в отличие от наших самых примитивных “родственников” – амеб и прочих простейших – не могут двигаться по питательной среде, меняя форму своего тела. Их клетки окружает своеобразная “броня”, достаточно прочная и плотная клеточная стенка, состоящая из двух или трех слоев и не дающая им выращивать ложноножки или совершать колебательные движения всем телом. По этой причине большинство микробов использует своеобразные клеточные “весла”, так называемые жгутики, для перемещения в окружающей среде.

Обычно считалось, что жгутики виляют как хвосты, а видимость спирального вращения является результатом волнового движения, передающегося вдоль жгутика, как у извивающейся змеи. Правда же намного более удивительна. Жгутик приводится в движение крошечным молекулярным двигателем. Этот двигатель сформирован по тем же механическим принципам, что и электрический двигатель. В нём есть две главные части: движущаяся часть (“ротор”) и стационарная часть (“статор”). Кроме этого в этом микродвигателе присутствуют – приводной вал и втулка, через которую приводной вал выходит наружу сквозь оболочку клетки.

В отличие от наших электродвигателей, которые работают благодаря потоку отрицательно заряженных частиц, жгутиковый мотор приводится в движение положительно заряженным потоком ионов водорода (протоны H) из внешней среды внутрь клетки. Движение протонов осуществляется за счет электрического градиента или pH-градиента, а энергия, производящая градиент, образуется при окислении продуктов питания. Поток протонов изменяет форму одной из белковых молекул статора, что оказывает воздействие на одну из белковых молекул ротора и таким образом приводит его в движение.

У некоторых бактерий скорость вращения кольца превышает 1000 оборотов в секунду! Несмотря на такую скорость, бактерия может остановить жгутик всего за 1/3 оборота и тут же начать раскручивать его в обратную сторону! На работу жгутика бактерия тратит около 0,1% расходуемой энергии. Диаметр двигателя составляете всего 30-40нм, при этом его эффективность преобразования энергии превышает 95%. В состав жгутикового мотора входит даже сцепление, с помощью которого моторчик может отключить вращающийся ведущий вал от статора.

Исследование показывает, что жгутики бактерий могут заменять части своего ротора (движущаяся часть двигателя) во время его вращения. Проведенные ранее исследования показали, что элементы стационарной части мотора (статора) могут заменяться, пока сам жгутик вращается. Результаты исследования, проведенного в Оксфордском университете, были опубликованы в журнале «Записки национальной академии наук».

Такие жгутики за 10 баллов ДНК купить можно.

Да, вот тоже меня это поразило, когда почитал. По сути, двигатель состоит из считаных молекул.

Бактерии пользовались электродвигателем когда это еще не было мейнстримом. ))

как тебе такое, илон маск.

Эти технологии у них были задолго до того, как появился человек. И да, если учитывать, что в нашем организме количество бактериальных клеток превышает количество наших, а также суммарное количество кодирующей ДНК бактерий больше, чем таковое у нашей, нас давно захватили, ещё до того, как стали людьми

Исследование показывает, что жгутики бактерий могут заменять части своего ротора (движущаяся часть двигателя) во время его вращения. Проведенные ранее исследования показали, что элементы стационарной части мотора (статора) могут заменяться, пока сам жгутик вращается. Результаты исследования, проведенного в Оксфордском университете, были опубликованы в журнале «Записки национальной академии наук».

Жгутики бактерий, функция, расположение. Обнаружение и их определение подвижности бактерий.

Все бактерии подразделяются на подвижные и неподвижные. Органами движения у бактерий являются жгутики. Они состоят из белка флагеллина, который по своей структуре относится к сократительным белками типа миозина.

Основанием жгутика является базальное тельце, состоящее из системы дисков (блефаропласта: 1 диск – наружная сторона клеточной стенки, 2 диск – внутренняя сторона клеточной стенки, 3 диск – цитоплазматическая мембрана), “вмонтированных” в цитоплазматическую мембрану и клеточную стенку. Длина жгутика больше длины тела самого микроба.
По числу жгутиков и их расположению подвижные микроорганизмы подразделяются на:

1. Монотрихи, имеющие на конце тела один жгутик (самые подвижные). Например, Vibrio cholerae.

2. Лофотрихи, имеющие пучок жгутиков на одном из полюсов клетки. Например, Burkholderia (Pseudomonas) pseudomalei – возбудитель мелиоидоза.
3. Амфитрихи, имеющие жгутик на обоих полюсах клетки. Например, Spirillum volutans.
4. Перитрихи, имеющие жгутики по всему периметру клетки. Например, Escherichia coli, Salmonella typhi.

Выявление жгутиков.Жгутики очень тонкие, поэтому их можно обнаружить только при специальной обработке. В частности, вначале при помощи протравы достигается разбухание и увеличение их размера, а затем производится окраска препарата, благодаря чему они становятся видимыми при световой микроскопии. Выявлять жгутики можно окраской по Морозову, Леффлеру, а также электронной микроскопией. Обнаружить жгутики можно и по активной подвижности бактерий.

Движение микробов наблюдают в препаратах “раздавленной” и “висячей” капли из живых культур. Микроскопируют эти препараты сухим или иммерсионным объективом в темном поле или в фазовом контрасте. Кроме того, подвижность можно определить по характеру роста бактерий в полужидком агаре.

Пили у бактерий.

Пили (pili), синонимы: ворсинки, фимбрии, – тонкие полые нити белковой природы, покрывающие поверхность бактериальных клеток. В отличие от жгутиков не выполняют двигательную функцию.

Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина.

По своему функциональному назначению подразделяются на 2 типа.

1) Пили первого типа имеются у большинства бактерий, поэтому они получили название “ворсинки общего типа” (common pili). Обусловливают прикрепление или адгезию бактерий к определенным клеткам организма хозяина. Адгезия является первоначальной стадией любого инфекционного процесса.
2) Пили второго типа (синонимы: конъюгативные, или половые – sex pili) имеются только у бактерий-доноров, имеющих специальную плазмиду. Их количество невелико – 1-4 на клетку.

Половые пили выполняют следующие функции:

1. Участвуют в передаче генетического материала от одной клетки к другой при конъюгации бактерий.

2. На них адсорбируются специфические вирусы бактерий – бактериофаги

Споры бактерий, условия образования, расположение, механизм и этапы окраски по Ауески.

Споры – своеобразная форма покоящихся бактерий с грамположительным типом строе­ния клеточной стенки.

Спорообразование – это способ сохранения вида (генофора) во внешней среде при неблагоприятных условиях, а не способ размножения.

Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высуши­вание, дефицит питательных веществ и др.). Внутри бактериальной клетки образуется одна спора (эндоспора).

1. Подготовительная. В цитоплазме бактерий образуется уплотненный участок, не имеющий свободной воды, называемый “спорогенной зоной”, в которой содержится нуклеоид.

2. Стадия предспоры (проспоры). Вокруг спорогенной зоны образуется оболочка из двойной цитоплазматической мембраны.

3. Образование кортекса, состоящего из пептидогликана и наружной мембраны с повышенным содержанием солей кальция и липидов.

4. Стадия созревания. С внешней стороны наружной мембраны образуется оболочка споры, после чего вегетативная часть клетки лизируется, освобождая спору.

Расположение в клетке: терминальное (у возбудителя столбняка), субтерминальное (ботулизм, газовая гангрена), центральное (сибиреязвенная бацилла)

Выявление: Споры можно обнаружить в бактериальной клетке специальной окраской по методу Ауески (при микроскопии споры ярко-красного цвета, вегетативные тела бактерий – синего), или с помощью фазово-контрастной микроскопии.

Этапы окраски по Ауески.

1. На нефиксированный мазок нанести 0,5% р-р хлороводородной кис-ты и подогреть на пламени в течении 2-3 мин

2. Кислоту слить, препарат промыть водой, просушить и фиксировать над пламенем. Затем окрасить по Цилю-Нельсену.

* Споры бактерий приобретают красный цвет, а вегетативные формы – синий.

Споры – своеобразная форма покоящихся бактерий с грамположительным типом строе­ния клеточной стенки.

Нуклеоид

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. Ядро бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК.
Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности – плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК.

Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. Ядро бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК.
Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности – плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК.

Добавить комментарий