2 курс / Микробиология 1 кафедра / Доп. материалы / Морфология бактерий
.pdf11
Нуклеоид
ДНК бактерии – одиночная, циркулярная молекула, содержит порядка 2000 генов (сравни: у человека, например более 100 000 генов)
Функция:
кодирует жизненно важные функции бактерии
|
|
|
|
|
Дополнительные структуры бактериальной клетки |
|
|
||||
|
Структура |
|
Химический компонент |
|
|
Функция |
|||||
|
Капсула |
|
|
Полисахариды |
|
|
|
Дополнительная защита |
|
||
|
|
|
Полипептиды |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Посредник между клетками |
||
|
Пили/фимбрии |
|
|
Белок пилин |
|
|
Передача наследственной информации при |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конъюгации |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Жгутик |
|
|
Белок флагеллин |
|
|
|
Подвижность |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
|
Спора |
|
Кератиновая оболочка + |
|
|
Устойчивость к физическим (жара, отсутствие |
|
|
дипиколиновая оболочка |
|
|
влаги) и химическим воздействиям |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Содержит гены, кодирующие дополнительные |
|
Плазмида |
|
ДНК |
|
|
функции: антибиотикорезистентность и |
|
|
|
|
|
|
токсинообразование |
|
|
|
|
|
|
|
|
Включения |
|
Гликоген, липиды, |
|
|
Места скопления нутриентов в цитоплазме |
|
|
полифосфаты, волютин |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Капсула
Капсула – полисахаридный/белковый слой, покрывающий всю бактерию.
Капсула обычно состоит из полисахаридов (кроме бацилл, вызывающих сибирскую язву. У них – из полипептида D-глутаминовой кислоты).
Углеводные компоненты полисахарида могут различаться у разных видов бактерий и часто определяют серотип внутри вида.
Например, существует 84 различных серотипа Streptococcus pneumoniae, которые различаются антигенным составом углеводов в капсуле.
Капсульные полисахариды используются в определенных вакцинах, потому что на них реагируют антитела.
Например, очищенный капсульный полисахарид 23 типа Streptococcus pneumoniae представлен в определенной вакцине.
13
Функции:
определяет вирулентность многих бактерий, так как обеспечивает неполный фагоцитоз
специфическая идентификация организма при использовании антител против капсульных антигенов
капсула может помогать адгезировать бактерии к тканям человека – важный начальный шаг в инициации инфекции
14
Окраска по Бурри-Гинсу
Окраска на обнаружение капсул – окраска по Бурри-Гинсу
1.На нефиксированный мазок наносят тушь
2.Фиксируют мазок
3.Добавляют фуксин красный
4.Промывают, высушивают, микроскопируют
Итог: красные бактерии на фоне черной туши. Пространство между капсулой и бактерией не окрашено.
Это происходит за счет такого, что крупные частички туши не проникают через капсулу, а краситель проникает и окрашивает саму бактерию.
15
Пили/фимбрии
Пили - волоски, которые располагаются по всей поверхности клетки. Они короче жгутиков и более прямые.
Состоят из белка пилина. Чаще всего они имеются у Грамбактерий. Функции пилей зависят от их типа:
Пили 1 типа |
F-пили |
Функция: |
Функция: |
инициирует притяжение бактерии к |
секс-пили способствуют притяжению между |
специфическим рецепторам на поверхности |
мужской (донор генетического материала) и |
клеток человека, что является важным шагом в |
женской (принимает генетический материал |
инициации инфекции для некоторых организмов |
бактерией во время конъюгации) |
Практический пример:
Мутантные штаммы Neisseria gonorrhoeae, у которых отсутствуют пили, - непатогенны.
Жгутик
Длинный извитой органоид, который способствует передвижению бактерии к пище и другим привлекательным для нее объектам. Сам процесс движения в сторону «привлекательного объекта» - хемотаксис.
Состоит из белка флагеллина.
16
По количеству и расположению жгутиков бактерии бывают:
Монотрихи |
Амфитрихи |
Лофотрихи |
Перитрихи |
Один жгутик с одной стороны |
Один/несколько жгутиков с |
Несколько жгутиков с одной |
Много жгутиков по всему |
|
двух противоположных сторон |
стороны |
периметру клетки |
Жгутик имеет следующее медицинское значение:
участие в патогенезе инфекционных заболеваний
Некоторые виды подвижных бактерий (E. Coli, Proteus spp.) являются возбудителями инфекций МВП. Жгутик может играть важную роль патогенеза в этом: его движения продвигают бактерию вверх по уретре в мочевой пузырь.
специфическая идентификация по жгутиковому антигену
17
Некоторые виды бактерий (Salmonella spp.) могут идентифицироваться в клинической лаборатории специфическими антителами против жгутиковых антигенов.
Не все бактерии используют для передвижения жгутики.
Спирохеты, например, двигаются с помощью жгутикоподобной структуры – аксиальной нити, который проходит через всю спирально-закрученную клетку. В результате получаются волнообразные движения.
Спора
18
Спорообразование:
Сформированные споры содержат бактериальную ДНК, небольшое количество цитоплазмы, ЦПМ, пептидогликан и немного воды. Самая важная часть споры находится снаружи – это толстая кератиновая оболочка, отвечающая за резистентность споры к жаре, дегидратации, радиации и химикатам.
|
Особенности спор |
|
Медицинское значение |
||
|
Высокая резистентность к жаре |
|
|
Стерилизация посредством автоклавирования |
|
|
|
|
минимум 15 минут 121С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Высокая резистентность к химическим |
|
Могут быть разрушены только специфическими |
||
|
веществам |
|
растворами-спороцидами |
||
|
|
|
|
Раны, контаминированные почвой, могут содержать |
|
|
Могут выживать в неблагоприятных условиях |
|
|
споры бактерий Clostridium tetani (возбудитель |
|
|
многие годы, особенно в почве |
|
|
столбняка) и Clostridium perfringens (возбудитель |
|
|
|
|
|
газовой гангрены) |
|
19
Практически не проявляют метаболической активности
Споры образуются, когда питательных веществ недостаточно, и превращаются обратно в клетки, когда питательные вещества становятся доступными
Споры образуются только бациллами и клостридиями
Антибиотики неэффективны в отношении спор, потому что они ингибируют определенные метаболические пути + оболочка спор непроницаема для антибиотиков
Споры редко находят в очаге инфекции, потому что там достаточно питательных веществ.
Инфекции, которые могут возникнуть при заражении спорами: сибирская язва (Bacillus anthracis),
столбняк (Clostridium tetani), газовая гангрена
(Clostridium perfringens).
Плазмида
Плазмида содержит внехромосомный генетический материал
Интегрированные |
Неинтегрированные |
Входят в состав нуклеоида |
Располагаются отдельно от него |
Плазмиды встречаются как у Грам+, так и Грамбактерий.
Трансмиссивные
транспортируются из одной клетки в другую во время конъюгации
большие: 10-20 генов, ответственных за формирование половых пилей и синтез ферментов, необходимых для переноса плазмиды
1-3 штуки на клетку
Медицинское значение плазмид: несут в себе гены, отвечающие за:
антибиотикорезистентность
резистентность к тяжелым металлам, которые являются активным компонентом некоторых антисептиков (ртуть, серебро)
резистентность к ультрафиолету (осуществляется ферментами, репарирующими ДНК)
пили, адгезирующие к эпителиальным клеткам
экзотоксины, в том числе энтеротоксины
бактериоцины
20
Нетрансмиссивные
Маленькие
Не содержат генов, ответственных за транспорт
10-60 штук на клетку
Не перемещаются из клетки