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.
Все прокариоты по существу явл-ся бактериями, однако, имеют особ-ти. Бактерии – группа прокариотов, у кот-х клетка меньше, чем эукариотическая, ДНК не окружены ядерной мембраной, клет/стенка ригидная, форма палочки или шара, митохондрий и хлоропластов нет, деление бинарным путём. Бациллы в узком смысле – род грам(+) палочковидных бактерий, образующих внутриклеточные споры. Некоторые вырабатывают антибиотики. Клостридии – род палочковидных, спорообразующих бактерий, анаэробов. Вызывают брожение. Фиксируют молекулярный азот.
16. L-формы бактерий.
L-формы – это бактерии, полностью или частично лишённые клет/стенки либо утратившие способ-ть синтезировать её предшественников и сохранившие способ-ть к размножению. Меняется морфология клетки, наруш-ся её деление. L-формы разных бактерий неразличимы; содержат крупные или мелкие сферич тела, включения в виде вакуолей, элементарные тельца или гранулы; образ-ся при применении препаратов, кот-е ингибируют или разрушают пептидогликан клет/стенки (пенициллина и лизоцима).
Различают нестабильные L-формы (сохраняют некоторые элементы клет/стенки и могут возвращаться в исходный вид) и стабильные (не способны к реверсии).
Некоторые виды бактерий образуют внутриклеточные споры. В спорах мало воды, ↑содержание Са и липидов. Зрелая спора плохо окраш-ся из-за малой прониц-ти оболочки. При окраске по Граму спора бесцветная. Прониц-ть оболочки резко ↑ после обработки горячей HCl или горячей концентрированной краской. Восприняв краску, спора при последующей обработке к-той не обесцвеч-ся, а вегетат/клетки отдают окраску. Метод Ожешко – споры красные, вегетат/клетки – синие. Метод Пешкова – кипячение мазка с синькой и последующей докраской нейтральным красным: споры – синие, вегетативные клетки – розовые.
Это систематика. В основе:
равноценность изучаемых признаков;
доведение их числа до максимальной величины;
выделение каждого таксона по числу совпадающих признаков.
Изучает морфологию и структуру клетки, способность окрашиваться анилиновыми красителями, физиологич и биохим св-ва (тип дыхания, культуральные особ-ти, ферментат активность), первичную структуру ДНК, установление гомологии ДНК. Для микроорг-мов приняты следующие категории (таксоны): вид → род → триба (или колено) → семейство → порядок → класс → отдел → царство.
Микроорг-мы синтезируют различные ферменты, относящиеся к 6 классам: оксиредуктазы, трансферазы, лиазы, гидролазы, изомеразы, лигазы.
Ферментный состав любой бактерии определ-ся её геномом и явл-ся постоянным признаком. Ферменты локализ-ся в цитоплазме или в периплазматич пространстве клетки, либо связаны с определёнными структурами клетки, либо выдел-ся в окруж среду. На этом основано деление ферментов на эндо- и экзоферменты.
Конститутивные ферменты – синтез-ся с постоянной скоростью и имеют в клетке постоянную конц-ю.
Индуцибельные ферменты – конц-я их резко меняется в зав-ти от наличия или отсутствия субстрата.
Репрессибельные ферменты – подавляют защитные ф-и хозяина.
Нуклеоид бактерий не имеет мембраны, т.е. не отграничен от цитоплазмы клетки, не содержит хромосом (в отличие от эукариотов), гистонов (только у некоторых прокариотов обнаружены гистоноподобные белки), внехромосомная ДНК располагается в плазмидах (у эукариотов – в хромосомах), не делится митозом (тип деления бинарный).
В окраш препаратах нуклеоиды имеют вид компактных округлых или палочковидных образований. В состав нуклеоида, кроме ДНК, входят РНК и белки. Число нуклеоидов в клетке меняется в зав-ти от фазы роста культуры: в покое в клетке 1 нуклеоид, в фазе перед делением – 2, в логарифмич фазе – ≥ 4.
В условиях, не благоприятствующих росту, возникают нитевидные многоядерные клетки. Образуются из-за нарушения скорости деления и скорости роста клеток.
21. Структура и ф-и цитоплазматич мембраны (ЦПМ).
Наход-ся под клет/стенкой и ограничивает протопласт клетки. Явл-ся сложным липидо-белковым комплексом (липидов 15-30%, белков 50-70%, углеводов 2-5%, РНК). ЦПМ – 3-слойная, толщина 7-10 нм. ЦПМ образует специфич инвагинаты – мезосомы, образуют поперечные перегородки между делящимися клетками, к ним обычно прикрепляется бактериальная хромосома.
Липиды мембраны: нейтральные липиды и фосфолипиды, иногда гликолипиды. В их составе – жирные к-ты, глицериды, хиноны. В ЦПМ могут быть свободные жирные к-ты – хар-но для липидов бактериальных мембран. Среди фосфолипидов хар-но наличие липоаминок-т. Особ-ть липидного состава мембран бактерий – непостоянство количественного и качественного состава липидов в зав-ти от роста и возраста культуры.
Белки ЦПМ – структурные белки, пермеазы, ферменты, необходимые для синтеза пептидогликана и др. В мембране также есть АТФ-аза.
Функции:
место локализации пермеаз и ферментов окислительного фосфорилирования;
регуляция транспорта метаболитов и ионов;
выделение ферментов и токсинов;
репликация ДНК нуклеоида;
синтез компонентов клет/стенки;
у некоторых бактерий участвует в спорообразовании.
Состоит из пептидогликана - обеспечивает ригидность и эластичность, с ним связаны антигены у грам(+) бактерий. У грам(-) в пептидогликан входит липополисахарид, его образуют N-ацетилглюкозамин и N-ацетилмурамовая к-та, соединенные гликозидными связями. Пептидогликан обладает антигенными и токсич св-вами – эндотоксин. 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:
защищает бактерии от внешних возд-й, придает им характерную форму, поддерживает постоянство внутренней среды, участвует в делении.
транспорт питат в-в и выделение метаболитов.
антигенные св-ва.
способность воспринимать красители.
нарушение синтеза компонентов стенки приводит к гибели бактерии или образованию L-форм.
Большинство прокариот получают энергию путём дегидрогенирования. Аэробы – энергию для жизнедеят-ти получают в рез-те окислит процессов с участием свободного О2. Анаэробы – получают энергию без доступа О2, путём ускоренного расщепления питат в-в. Облигатные (строгие) анаэробы развив-ся только в отсутствие О2 (клостридии). Факультативные (условные) анаэробы могут развиваться и в присутствии О2 (киш/палочка, инфузории). Аэротолерантные бактерии – могут расти в присутствии О2, но не использовать его в качестве источника энергии; энергию получают с помощью брожения. Микроаэрофилы – нуждаются в О2 для получения энергии, но лучше растут при ↑содержании СО2 (капнофильные).
Аэробное дыхание – в р-ях окисления в-в конечным акцептором электронов служит молекулярный О2, он переходит в ион О2- и при взаимод-и с протонами образует воду.
Анаэробное дыхание – конечными акцепторами электронов выступают соединения, содержащие связанный О2 (нитраты, нитриты, сульфаты, карбонаты, сера, железо).
Пептидогликан (муреин) – основа клет/стенки. Состоит из параллельных полисахаридных цепей, представляющих собой череду звеньев N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой к-ты. С каждым остатком N-ацетилмурамовой к-ты связан тетрапептид (из аминок-т). Наличие определённых аминок-т в пептидогликане учитывается в таксономии бактерий. У грам(-) бактерий пептиды в пептидогликане перекрёстно связаны друг с другом. У грам(+) – пептиды связаны через пептидный мостик. След-но, пептидогликан – это гетерополимерное образование, состоящее из гликановых цепей и перекрёстно связанных пептидов.
У грам(+) – пептидогликан многослойный, с ним связаны тейхоевые к-ты. У грам(-) пептидогликан однослойный. Это используется при окраске по Граму.
У грам(-) поверх пептидогликана имеется наружная мембрана (как мозаика). В её составе – фосфолипиды, липопротеиды, белки и ЛПС. Непосредственно с пептидогликаном ковалентно связан липопротеид (глобулярный слой). Поверх него пластичная мембраноподобная структура из фосфолипидов, ЛПС и белков. Снаружи слой из свободного липопротеида. Всю толщу наружной мембраны пронизывают белки, образующие выводные каналы. Они назыв-ся белки-порины, так как обеспечивают диффузию разных соединений. Также эти белки явл-ся рецепторами для фагов.
Ф-и: антигенные, токсические (эндотоксин).
Вид – это основная таксономич единица. Это совокупность микроорг-мов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по своим биологич признакам и обладающих наследственно закреплённой способностью вызывать в стандартных условиях качественно определённые процессы.
Важным критерием определения «вид» является однородность особей. Для микроорг-мов строгая однородность признаков не характерна, так как их морфологич св-ва могут меняться в зав-ти от условий окруж среды за короткое время.
То есть древние бактерии. Обитают в биотопах с экстремальными условиями. Сюда относятся: метанобразующие бактерии, экстремально галофильные (растут в приcутствии 12-32% NaCl) и термоацидофильные (растут при 75-90° и низком pH) бактерии. От эубактерий их отличают различия в строении клет/стенки (нет пептидогликанового слоя), рибосом, рибосомальных ферментов и т-РНК. Поэтому архебактерии резистентны ко многим антибиотикам. Патогенных видов нет.
Существует 3 основные формы бактерий: шаровидные (кокки), палочковидные и спиралевидные (спириллы).
Палочковидные бактерии различают по форме, величине в длину и в поперечнике, форме концов клетки, по взаимному расположению. У большинства – форма прямого цилиндра, есть изогнутые формы (микобактерии), нитевидные и ветвящиеся формы (микобактерии). Длина палочек 1-8 мкм, поперечник 0.5-2 мкм. У некоторых длина чуть больше поперечника – они похожи на кокки. Концы палочек бывают закруглёнными, «обрубленными» - сибирская язва, заострёнными – фузобактерии, утолщенными – дифтерия. Большинство палочек по отношению друг к другу располагается бессистемно, есть попарно – диплобактерии (клебсиеллы), цепочкой – стрептобактерии.
Шаровидные бактерии – кокки, имеют форму сферы или неправильного шара: почковидную – у гонококков и ланцетовидную – у пневмококков. Диаметр 0.5-1.5 мкм. По расположению:
1) микрококки - делятся в 1 плоскости и располагаются беспорядочно;
2) диплококки - парные, делятся в 1 плоскости, имеют бобовидную форму;
3) стрептококки – делятся в 1 плоскости, располагаются цепочками;
4) стафилококки - «гроздь», делятся в разных плоскостях;
5) тетрады – делятся в 4-х плоскостях, располагаются по 4 в форме квадратов;
6) сарцины – делятся в 3-х плоскостях, располагаются пакетами по 8, 16, 32 и более.
Непатогенные бактерии могут быть и других форм: кольцо, 6-угольная звезда, иметь выросты.