Подцарство Микоплазмы Tenerecutobacteria.
Мелкие прокариоты, способны самост размн особенность: отсутств кл стенок снаружи покрыт ПМ, кл осмотически очень лабильны. Кл окруж 3х слойной цитоплазм мембраной. Имеют сферич или овальную форму. Некот из них представл тонкими нитями с тенденц к образ разветвл мицелевидных структур. Хар-н плеоморфизм и неподвижность. Размн. бинарным дел или почкованием
Хаар-но:
1) низкое содержание Г и Ц в ДНК
2) ингибирование, роста бактерии антибиотиком новобиоцином
3) Факульт анаэробы
4) Хемоорганотрофы
Первый из описанных в этой группе возбудитель плевропневмании крупн рог скота. На пит средах с сывороткой он образ колонии. Явл-ся возбуд др болезней, они инфец культуры тканей, среди них есть безвредные паразиты. У жив они явл мембр паразитами, т.е. прочно прикрепл к эпителиальн кл. слиз обол дых путей. Они специф. В выборе хозяина, возможно видовая измен. У раст они возбуд болезни этиолирования. Находятся во флоэме.
26.Морфологич.особ-ти м/о.Бак. представ. в основн. одно-кл. формами с прокариотич. типом строен.По фор-е: палочков.,коков, извитые, нитевид. Палочков.1.Г+ палочки-вытянутые цилиндр. бакт. аэробы и анаэр. обр-е и не об-р-е спор (Lactobacillus, Bacil-lus).Спос. расти в присут О2. При обр-и эндоспор ф-ма кл. не мен-ся. 2. Кластридии- ан-аэр, Г+ палочки в проц. спо-рообр. измен. ф-ма кл-в ве-ретеновидн./утолщен. с одного кон-ца. Разм. от 2-5 мкм до 10.Разл. отн-м длины кл. к ширине и форм. окончан. кл. По-движ. и неподвиж. Дв-е зав-т от видов. принадл-ти, возраста, ус-лов. выр-я культ-ы.Подв. перемещ. с пом-ю жгутиков. (вращ) по разн. расп. на микроб. кл (с 1й стор.-монот-рих,с 2х-амфитрих,перетрих по всей пов-ти).Анаэр. споро-обр- бакт.могут им. капсулы, сост. из выд-х кл. полисах-в.Кл.стен.их сост.из грануляр-ного и фибриллярн. мат-а. односл,есть нук-леотид,включ-я пит-о в-ва – грануле-зы. Аэробн.-больш-во гр.-р.Bacillus В осн. подв.с перетрих-о расп. жгутиками. Капсулы нет. Дл. кл. вар-ьир. в зав-ти отвозр. культ. Важ.диагн. призн. для опред.видов спороносн. бак. явл.-стр. края колон,т.е.одни обр. с бахромчатым и ветвист краями,др.с гладк.,округл.или бугрист.По мере старен. Го-моген-ть исчез-т,появ. Зернистость.Есть накопл.жира в виде зерен. Аэробн. спорообр. бакт.-гетеротрофы (нужд. в готов. органич. соед). Кок-ковидные не подв, не спо-рообр.В зав-ти от расп. кл.и хар-ра их дел.: Микрококки, дипло-, стрепто- (шаровидн. образ-е в рез-е дел. кл. в одной плоскости цепоки), сарцины (шаров. По 8 кл. распол. в ви-де куба, с скажд. стор.по 4 кл. Кл. дел. в 3х взаимно перпен-дик. плоскостях), тетра-, ста-фило- (скоплен неправ ф-мы напомин виногр-е гроздья,дел. кл.в разл-х плоскостях).Мн-е обр-т капсулы,в виде слизистого в-ва. Стро-ен. не отл-я от строен.др-х прокар. м/о. Сост. из кл. стенки, цитоплазм. мембр., цитоплазмы с разл-ми включ-ми и нуклеотида. Развив. внутрицито-логч. мем-е стр-ы - мезосомы, св. с нуклеоидом или заключ. в него. (уч-т в делен. кл.) На основ. стр-я кл.стенки и ее хим. сост.:Г+ (Кл.ст.сост.из муре-ина/пептидогликана прид-е мех-ю прочность, могут при-сут. тейхоев. к-ты, полиса-хариды,протеины), Г-(Кл. ст. сост. из4х слоев кот. им. тонк. стр-ру,внеш. мем. волнист., рег-т прони-цаемость, ост-е мукопетидн.и порис-тые.В кл. ст. есть липопротеины и а. к.).Извитые.эндоспоры не обр-т 1)ви-брионы-слегка изо-гн. кл.в виде за-пятой. Подв.за счет жгутика. Г-, гете-ротрофы, не спос-ы расщепл. клет-чаку. Мн-е виды исп-т фенолы и др-е циклич-е соед.Некот. отн. К строгим анаэр., обли-гатн. аэробы, факультат-е ан-наэр.2)спириллыспиральн.,дв. С пом. биполярно распол. жгути.Кл бо-лее дл-е, толстые, извитые чем у виб-рионов. Разл-я по кол-у и хар-у изги-бов, общ. длинеи толщине(в виде С, S, спираль). Хар. жест. кл. стр-ра. Энерг. за счет Д. 3)спирохетыдл. тонк. кл., спиралевидн.подв, вращ-е дв-я за счет фибрилл.Нитевидные нити из ци-линдр-х или дис-ковид. кл.,окр-е общ-м чех-лом.(500мкм).Нити м.б. пря-мыми,скруч-ми в спирали, плоские, разветвл. Боков. выр-ты им. ложн. ветвл. т.к. обр. за счет вытеснен. кл. из основн.нити при дел. Мн/Кл коло-ниальн.орг.,не им-е функцион-о раз-дел.м/у Кл.водн орг,где они своб-о плав-т или прик-леп. к субстрату с пом-ю сли-зист. подушечки. Разм. фрагм. с обр.отд-х корот. цепочек, с пом. гонидий-кл. овальн. ф-мы обр. внутри матер. кл. Сре-ди серобак., же-лезобак., цианобак.. Нитчат. жел-е бакт. кл соед. плазмодесмамии пог-руж. в слизь.М. согласовано двиг-я 100-200кл.(р.Cyclobacter).К нитчат ци-анобакт. Без гетероцист р.Spyrulina,с гетероцис., кот. обр. в 1 плоскости Nostok,во мн-х Фиширелла. Обр – ге-тероцист происх. в следств.отсут. связ-о N.
27 Клеточное строение м/о.
Кл-и бакт: толщ1мкм и длин5мкм.Поверхностные стр-ры: капсулы, жгутики, фимбрии и пили, клет стенка, под кот располаг цитоплазмат мембр. Капсула - слизист обр-ние, кот располож поверх клет стенки. По химич сост делятся на капсулы, содерж полисахариды и капсулы, полипептиды.Капсулы содерж до 98% воды, поэтому они созд дополнительный осмотический барьер + защита кл-ки от повреждений и высыхания. Жгутики- приспособления, кот необходимы бактериальной кл-ке для передвижения-спирально закрученные нити, кот у разных бактер различ-ся по толщине, длине и амплитуде витка. Нити жгутика сост из специфич белка – флагеллина. Стр-ра жгутика опреся св-вами белковых субъединиц. Жгутик сост из 3 частей: спиральной нити, крюка вблизи поверх-ти кл-ки и базального тельца, с помощью кот жгутик закреплен в плазмат мембр и в Кл стенке. Базальное тельце состоит из центрального стержня, на котором у грам отрицательных бактерий находятся 2 пары колец, а у грам положительных – пара наружных колец отсутствует. Предп, что для вращения жгутика необходимо только S и М кольца. Фимбрии и пили- тонкие прямые нити. Короче и тоньше жгутиков, но более многочисленны, обнаружены у подвижных и неподвижных м/оов. Фимбрии сост из белка пилина, обладают гидрофобностью и локализованы на кл стенке. Фимбрии первого типа имеют многие бакт, они помогают организмам прилипать к др кл-кам и инертному субстрату. Фимбрии способствуют обр пленок на поверхн жидкости и считают, что фимбрии первого типа – органы прикрепления. Фимбрии второго типа – половые, имеют вид полых белковых трубочек длиной 0,5 – 10 мкм, через пили передается генетич материал при конъюгации бактерий. Пили могут служить для прикрепления патогенных бактерий к тканям животн и чел. Клет стенка- один из гл элементов структуры бакт кл-ки. Упругость клет стенке предает плотно прилегающий к ней из нутрии протопласт. Кл стенка проницаема для солей и др низко молекулярных соединений. Кл стенка обладает опр ригидностью, но одновременно и эластичностью. Опорный скелет бакт кл сост из однородного полимера – пептидогликана – муреина. В Кл ст содерж структуры и в-ва, которых нет у жив и раст. Клет стенки нет у микоплазм и алфа форм бактерий. По строению опорного каркаса Кл стенки бакт и по содержанию др в-в Кл стенки гр+ отлич от гр-. Кл стенка гр+: на долю муреина 30-70% сухой массы Кл стенки; толщина Кл стенки образуется из 40 слоев. Отмечено, что у них наблюд видоспецифичное строение опорного каркаса, а это явл диагностическим признаком. Содержание полисахаридов и белков невелико, характерная особенность – наличие тейхоевых кислот.
У гр-: муреиновая сеть однослойная, сост 10% сух массы. Строение опорного каркаса у всех гр- одинаков. На каркасе с наружи как бы наклеиваются в большом количестве липопротеины, липополисахариды и др. Липопротеины, кот сост до 80% сух массы Кл стенки; тихоевы кислоты не обнаружены. У них поверх однослойного муреинового каркаса расп наружный слой Кл стенки, кот назыв – наруж мембраной. Этот слой сост из белков, фосфолипидов и липополисахаридов. Муреин ковалентно связан с липопротеинами. Липополисахариды, кот наход в наруж мембр приобрели большое значение в бактериологич диагностике и распозн эпидемий. Напр: разные штаммы сальманелл отлич др от др 0- спицефич боковыми цепями липополисахаридов, кот образ наружн слой клет стенки, незначит различия в составе этого слоя могут быть распознаны с помощью иммунологического метода по серологич реакц в роде сальманелла удалось выделить более 1000 видов и штаммов.
Кроме того, наружн мембр выполн не только механич, но и физиолог функции. В ее двойной липидный слой, кот сост из липида А, полисахаридов и фосфолипидов встроены белки, пронизывающие этот слой насквозь. Эти трансмембранные белки представляют собой заполненные водой каналы – гидрофильные поры в липофильной мембране, поэтому их называют паринами, они пропускают через мембрану гидрофильные низкомолекулярные в-ва.
Внутренние структуры бактериальной кл-ки. К клет стенке прилегает внешний слой цитоплазмы, связанной процессами Фа или дыхания, доставляющих энергию. Плазм мембр сост из двойного слоя липидов. Под цитоплазм мембр расп цитоплазма. Цитоплазма бактерий имеет различн структурные элементы. Внутри цитоплазм мембр – генетич аппарат, рибосомы и включения. Фракция цитоплазмы имеет гомогенную консистенцию, содержится набор растворимых РНК, ферментативных продуктов, субстратов метаболических реакций – цитозоль. По структуре цитоплазма имеет мелко гранулированную консистенцию. Цитоплазматич гранулы имеют диаметр 10-12нм. Многие из гранул явл рибосомами (60%белка, кот служит центрами синтеза белка). Различные включения: телакоиды или фикобиллисомы цианобактерий, кот содерж хлорофилл или каратиноиды; хлоросомы зеленых бактерий, в кот наход пигменты; карбоксисомы – процесс связывания СО2 у автотрофных бактерий. Газовая вакуоль у некоторых цианей и водных бактерий; гранулы различ формы и разм. Запасные в-ва: полисахариды, липиды, полифосфаты. Отмечено наличие стопок ламелл у представителей рода Nitrobacter, кот состоят из параллельно расположенных плоских пузырьков. У фототрофн пурпурн бактерий есть фотосинтетич внутр мембр, кот имеют вид трубок, стопок, пузырьков, содерж пигменты, поглащ свет, а также компоненты фотосинт электронов трансп цепи и фосфорелирования. В центральной части бактериальной кл-ки наход ДНК или эквивалент ядра – нуклеотид (более примитивн). В зависимости от стадии развития кл-ки нуклеотид или дискретный или в виде хроматической сети. Бакт ДНК имеет форму свернутой в кольцо нити длиной 1,1-1,4 нм, кот наз бактериальной хромосомой, явл носит генетич инф кл-ки. Гистонов нет. В бакт кл-ке присутств ферменты, растворимые РНК и рибосомы. Растворимые ферменты католизир различ реакции распада и синтеза. Растворим РНК предст тРНК и мРНК, участвуют в синтезе белка. Примерно 80% бактериальных РНК наход в рибосомах. Число рибосом тем больше, чем сильнее растет кл-ка. Рибосомы во время синтеза белка способны образовывать цепочки – полисомы. РНК присутств.
РАЗМНОЖЕНИЕ БАКТЕРИЙ. СПОРООБРАЗОВАНИЕ.
1. Размножение: деление на двое или бинарным путем. Клетка удлиняется => образование поперечной перегородки => расхождение дочерних клеток. У некоторых дочерние клетки не расходятся => образуются различные формы: диплоккоки, стрептоккоки (длинные цепочки). При делении бактерии со жгутиками – жгутики у материнской клетки, у дочерней вырастают позднее. Почкование – редко. Конъюгация: перед делением удвоение бактериальных хромосом, 2n фаза не продолжительная => их относят к 1n организмам.
2. Спорообразование: споры-тельца сферической или эллиптической форм преломляющие свет (в не благоприятных условиях). Спорообразующие виды- палочковидные Г+ бактерии. Значение эндоспор – термоустойчивость, все остальные бактерии не образующие спор и вегетативные клетки спорообразующих видов гибнут при 800С через 10 мин. Терморизистентные эндоспоры переносят сильный нагреву. Внутри бактериальной клетки образуется одна спора.
Процесс спорообразования:
- накопление белкового материала; распадается значительная часть белков материнской клетки образуется дипеналиновая кислота в цитоплазме споры;
- образуется комплекс с ионами Са2+ который с другими катионами (Mg, Mn, K) обеспечивает пребывание спор в состоянии покоя и их термоустойчивость;
- не равное деление бактериальной клетки => впячивание цитоплазматической мембраны => обособление части нуклеотида с не большой частью цитоплазмы.
Предспора покрывается цитоплазматической мембраной самой бактер кл-ки => вокруг споры 2 цитоплазматические мембраны каждая из которых участвует в синтезе стенки споры => между мембранами – кортикальный слой из многослойного пиптидо - гликанового остова. Наружную оболочку споры и тонкий полипетидный покров (экзоспорий) образует материнская клетка.
-созревание споры=>клеточная стенка разрушается=>спора выходит в окружающую среду=> поглащение воды, набухание=>спора прорастает=>возрастает дыхание, ферментативная активность=>потеря термоустойчивости=>спора разрывается, появляется ростовая трубка=>удлинение освободившегося организма=>деление удлиненной клетки.
Эндоспоры-длительно переживающие формы бактерий, устойчивые к высоким температурам,высыханию,облучению. М/о могут образовывать цисты- шарообразные толстостенные клетки. Миксоспоры у микобактерий,акинеты у цианей.
29. Рост м\о: основные условия роста, культивирование, цикл развития м\о.
Рост кл-ки – согласованное увеличение кол-ва всех химич-х компонентов из кот она построена. Рост – рез-т множества скоординированных биосинтетических процессов, кот находятся под регуляторным контролем и при водят к увеличению размеров и массы кл-ки. Рост не безграничен. Достигнув определённой величины, кл-ка прекращает рост и начинает делиться. Для роста необходима вода и питат. в-ва из кот организмы строят кл-ки и получают энергию. Разным м\о необходимы разные питат. среды. Различают макро- и микорэлементы (по кол-ву необходимых). Макро- (10 элементов кот сод-ся во всех м\о): C, H,O, S, K, N, P, Ca, Mg, Fe. К микро- относ-ся: Mn, Mo, Zn, Cu, Co, Ni, Na, W и др. в кот нуждаются не все организмы. Большинство элементов вносят в питат-ю среду в виде солей. М\о кот получают энергию с помощью Ф или путём окисления не органических соединений могут использовать СО2 в кач-ве углерода. С-автотрофные организмы восстанавливают СО2, все остальные получают клеточный углерод из органических соединений среди кот преобладают полисахариды. М\О необходимы дополнительные питат. вещ-ва, кот называются – факторы роста. Они относятся к 3 группам соединений – аминокислотам, пуринам и пиромидинам, а ткж к витаминам. Аминокислоты, пурины и пиромидины – составные части белков и нуклеиновых кислот. Витамины входят в состав Со-ферментов и участвуют в каталитических функциях (они необходимы в не больших кол-вах). Организмы, не нуждающиеся в факторах роста называются протрофными. S и N содержатся в основном в восстановленной форме. Некоторые способны восстанавливать молекулярный азот, другие нуждаются в аминокислотах. Кислород входит в состав воды и вместе с ней поступает в клетку он содержится в СО2 и многих органических соединениях. Главная функция О2 – конечный акцептор электронов при аэробном дыхании.
По отношению к молекулярному О2 выделяют:
1 Аблигатные аэробы (способны получать энергию только путём Д, нуждаются в О2).
2 Аблигатные анаэробы (могут расти только в безкислородной среде, О2 для них токсичен).
3 Факультативные анаэробы (растут и в присутствии и в отсутствии О2).
· Аэротолерантные (молочно-кислые) могут расти в присутствии атмосферного О2, но не способны его использовать, они получают энергию только за счёт брожения.
· Микроаэрофиллы.
Многие м\о нуждаются в О2, но не переносят порциального давления воздуха (0,2 бара).
Питательные среды бывают: Синтетические – основной набор химических элементов необходимых для роста м\о. Сложные – кот помимо основных экстрактов содержат различные сложные смеси (молочная сыворотка и т. д.) Твёрдые – к жидким питат растворам добавляют особые вещества кот делают их желеобразными (желатин, агар и др.).
Основные условия роста. Концентрация ионов Н+ и НО-. Эти ионы подвижны, поэтому малейшее изменение концентрации оказывает на м\о сильное влияние. Поддержание необходимого уровня рН имеет большое значение для роста м\о. СО2 Н2О Температура. Аэрация.
Культивирование.
Разработано несколько способов культивирования: Периодическое; Непериодическое; Культивирование иммобилизованных клеток.
Цикл развития м\о
1 фаза: исходная (стационарная): начинается после внесения м\о в питат среду, продолжается 1-2 ч Кл-ки не растут их кол-во не увеличивается.
2 фаза: лаг-фаза: период задержки размножения. М\О интенсивно растут, но скорость деления не высокая. Продолжительность фазы зависит от внешних условий.
3 фаза: интенсивного логарифмического (экспоненциального) размножения.
4 фаза: отрицательного ускорения. Кл-ки становятся менее активными. Период генерации начинает ускорятся.
5 фаза: стачионарная, число вновь возникающих клеток примерно равно числу отмирающих.
6 – 8 фазы: отмирания. Отмирание преобладает над размножением. Во время 6 ф. увеличивается число отмерших клеток. 7 ф. - логарифмическая гибель, они отмирают с постоянной скоростью, и в 8 ф. скорость отмирания постепенно снижается. Отмирание связано с изменением физико – химических свойств питательной среды. Одновременно уменьшается численность живых клеток и это происходит до тех пор пока они почти полностью не отмирают.
30. Питание м/о.По типу питания м/о подразделяются на ряд групп: 1. По использованию различных источников энергии: а)фототрофы (используют энергию солнечного света); б)хемотрофы (используют органические и неорганические в-ва).
2. Взависимости от того, в какой форме м/о получают углерод: а)автотрофы (используют СО2 в качестве источника С); б) гетеротрофы ( получают С в виде сложных, восстановленных органических соединений. Каждая из этих групп подраздел на арганотрофов (получают энергию за счет органических веществ) и на литотрофов (получают энергию за счет окисления неорганических веществ). Т.о. выделяют 8 типов питания: 1)Фотолитотрофия( источник энергии солнечный свет). а) фотолитоавтотрофия- тип питания, характерный для бактерий, использующих энергию света для синтеза веществ в клетке из СО2 и неорганических соединений, т.е. осущ. Ф. (цианобактерии, пурпурные, зел.-серные бактерии); б) фотоарганогетеротрофия- тип питания, характерный для бактерий, которые для получения энергии кроме Ф используют простые органические соединения. (пурпурные несерные бактерии)..2)Хемотрофия( источник энергии неорганические и органические соединения). а) хемолитоавтотрофия- тип питания, характерный для бактерий, получающих энергию при окислении неорганических соединений- хемосинтез. Углерод получ. из СО2 (нитрифицирующие, серные, железобактерии).