Принципы систематизации бактерий в определителе Берджи

Определитель Берджи систематизирует все известные бактерии по нашедшим в практической бактериологии наибольшее распространение принципам идентификации бактерий, основанным на различиях в строении клеточной стенки отношении к окраске по Граму. Определитель выделяет четыре основных категории бактерий – Graeillicutes [от лат. gracilis, изящный, тонкий, + cutis, кожа] – виды с тонкой клеточной стенкой, окрашивающиеся грамотрицательно; Firmicutes [от лат. firmus, крепкий, + cutis, кожа] – бактерии с толстой клеточной стенкой, окрашивающиеся грамположительно; Tenericutes [от лат. tener, нежный, + cutis, кожа] -бактерии, лишенные клеточной стенки (микоплазмы и прочие представители класса Mollicutes) и Mendosicutes [от лат. mendosus, неправильный, + cutis, кожа] – архебактерии (метан- и сульфатредуцирующие, галофильные, термофильные и архебактерии, лишенные клеточной стенки). Описание бактерий дается по группам (секциям), в состав которых включены семейства, роды и виды; в некоторых случаях в состав групп входят классы и порядки. Патогенные для человека бактерии входят в небольшое число групп.

Группа 1. Спирохеты. Включает свободноживущие и паразитические виды; для человека патогенны представители родов Treponema, Borrelia и Leptospira.

Группа 2. Аэробные и микроаэрофильные подвижные извитые и изогнутые грамотрицательные бактерии. Патогенные для человека виды входят в роды Campylobacter, Htlicobacter и Spirillum.

Группа 3. Неподвижные (редко подвижные) грамотрицательные бактерии. Не содержат патогенные виды.

Группа 4. Грамотрицательные аэробные и микроаэрофильные палочки и кокки. Патогенные для человека виды включены в состав семейств Legionellaceae, Neisseriaceae и Pseudomonadaceae; в группу входят также патогенные и условно-патогенные бактерии родов Acinetobacter, Afipia, Alcaligenes, Bordetella, Brucella, Flavobacterium, Francisella, Kingella, и Moraxella.

Группа 5. Факультативно анаэробные грамотрицательные палочки. Группа образована тремя семействами - Enterobacteriaceae, Vibrionaceae и Pasteurellaceae, каждое из которых включает патогенные виды, а также патогенные и условно-патогенные бактерии родов Calymmobacterium, Cardiobacterium, Eikenella, Gardnerella и Streptobacillus.

Группа 6. Грамотрицательные анаэробные прямые, изогнутые и спиральные бактерии. Патогенные и условно-патогенные виды входят в состав родов Bacteroides, Fusobacterium, Porphyromonas и Prevotella.

Группа 7. Бактерии, осуществляющие диссимиляционное восстановление сульфата или серы. Не включает патогенные виды.

Группа 8. Анаэробные грамотрицательные кокки. Включает условно-патогенные бактерии рода Veilonella.

Группа 9. Риккетсии и хламидии. Три семейства Rickettsiaceae, Bartonellaceae и Chlamydiaceae, каждое из которых содержит патогенные для человека виды.

Группы 10 и 11 включают анокси- и оксигенные фототрофные бактерии, не патогенные для человека.

Группа 12. Аэробные хемолитотрофные бактерии и родственные организмы. Объединяет серо-, железо- и марганецокисляющие и нитрифицирующие бактерии, не вызывающие поражения у человека.

Группы 13 и 14 включают почкующиеся и/или обладающие выростами бактерии и бактерии, образующие футляры. Представлены свободноживущими видами, не патогенными для человека.

Группы 15 и 16 объединяют скользящие бактерии, не образующие плодовые тела и образующие их. Группы не включают виды патогенные для человека.

Группа 17. Грамположительные кокки. Включает условно-патогенные виды родов Enterococcus Leuconostoc, Peptococcus, Peptostreptococcus, Sarcina, Staphylococcus, Stomatococcus и Streprococcus.

Группа 18. Спорообразующие грамположительные палочки и кокки. Включает патогенные и условно-патогенные палочки родов Clostridium и Bacillus.

Группа 19. Споронеобразующие грамположительные палочки правильной формы. Включает условно-патогенные виды родов Erysipelothrix и Listeria.

Группа 20. Споронеобразующие грамположительные палочки неправильной формы. В состав группы входят патогенные и условно-патогенные виды родов Actinomyces, Corynebacterium, Gardnerella, Mobiluncus и др.

Группа 21. Микобактерии. Включает единственный род Mycobacterium, объединяющий патогенные и условно-патогенные виды.

Группы 22-29. Актиномицеты. Среди многочисленных видов лишь нокардиоформные актиномицеты (группа 22) родов Gordona, Nocardia, Rhodococcus, Tsukamurella, Jonesia, Oerskovia и Terrabacter способны вызывать поражение у человека.

Группа З0. Микоплазмы. Патогенны для человека виды, включенные в состав родов Acholeplasma, Mycoplasma и Ureaplasma.

Остальные группы – метаногенные бактерии (31), сульфатредуцирующие бактерии (32), экстремально галофильные аэробные архебактерии (33), архебактерии, лишенные клеточной стенки (34), экстремальные термофилы и гипертермофилы, метаболизирующие серу (35) - не содержат патогенные для человека виды.

ЛЕКЦИЯ №3

Морфология, строение и развитие микроорганизмов.

Форма бактерий

Бактерии, как правило, одноклеточные. Размножаются делением пополам. Имеют простую форму – шар или цилиндр, иногда изогнутый.

Бактерии шаровидной формы называются кокками (от лат. coccus – зерно) – могут быть сферическими, эллипсовидными, бобовидными.

Разновидности кокков:

• монококки – если после деления клетки расходятся;

• диплококки;

• тетракокки;

• стафилококки – скопления, напоминающие

• виноградную гроздь;

• стрептококки – в виде цепочки;

• сарцины – кубическая форма.

Большинство бактерий имеет форму палочки (цилиндра). Раньше все палочки называли бациллами. После 1875 г. Кон открыл споры, и бациллами стали называть бактерии, образующие споры.

Спириллы – извитые или спиралевидные бактерии, 3 – 4 завитка.

Спирохеты – извитые формы, 25 – 200 завитков.

Вибрионы (vibrio – изгибаюсь) – в виде запятой.

Размеры бактерий: кокки – 0,5–1,5мкм

палочки – 0,5-1мкм, 1=2–10мкм.

К окки: Монококки – р. Micrococcus

д иплококки – Neisseria gonorea

тетракокки

стрептококки – р. Streptococcus

Характер края колонии,

1. ровный

2. волнистый

3. зубчатый

4. бахромчатый

Расположение спор:

1. ц ентральное

2. 

   с убтерминальное

3. терминальное

(барабанная палочка)

Химический состав и функции компонентов прокариотной клетки

1. клеточная стенка;

2. ЦПМ;

3. Нуклеоид;

4. Цитоплазма;

5. Рибосомы;

6. Мезосома;

7. Трубчатые тилакоиды;

8. Хромотофоры;

9. Хлоросомы;

10. Аэросомы.

Состав клетки (от сухого):

С - 50% Са - 0,5%

О₂ - 20% Mg - 0,5%

N - 14% Fe - 0,2%

Н - 8% ДНК - 4%

Р - 3% Белки - 50%

S - 1% РНК - 10-20%

К - 1% Липиды - 10%

Клеточная стенка

Поверхностные структуры:

1. капсула; 4) жгутики;

2. клеточная стенка; 5) ворсинки.

3. слизистый чехол;

Функции клеточной стенки. Клеточная стенка составляет 5-50% сухих веществ клетки. Характерна для всех микроорганизмом, кроме микоплазм и Z форм.

Функции:

1. Механический барьер между протопластом и внешней средой;

2. Придает клетке определенную форму;

3. защищает клетку от избытка воды (осмотическое равновесие);

4. по строению очень отличаются у разных видов – важный диагностический признак: в зависимости от строения клеточной стенки прокариоты делят на две большие группы – грамположительные и грамотрицательные.

Грамположительные бактерии

1. – нуклеоид в виде кольцевой ДНК

2. – ЦПМ

3. – клеточная стенка из пептидогликана Пептидогликан составляет 80-90% сухого вещества клеточной стенки. Это сложный двухцепочечный полимер, который состоит из N-ацетилглюкозоамина и N-ацетилмурамовой кислоты. Они связаны в-1,4-гликозидными связями. В состав клеточной стенки входят тейхоевые кислоты - полимер на основе рибита (5-атомного спирта) и глицерина. Остатки спиртов соединены фосфодиэфирными связями, а гидроксильные группы замещены D-аланином. Также в состав мембраны входят полисахариды (2%), белки, липиды.

Грамотрицательные бактерии

1. – нуклеоид

2. – внутренняя мембрана

3. – периплазматическое пространство

4.– наружная мембрана.

В состав практически не входит пептидогликан (внутренняя мембрана – 3-5%). Нет и тейхоевых кислот. Входят белки, липиды, полисахариды. Периплазматическое пространство играет роль резервуара гидролитических ферментов, которые расщепляют макромолекулы, поступающие в клетку, на более мелкие фрагменты и таким образом облегчают транспорт этих веществ внутрь клетки.

При окраске по Граму грамположительные бактерии окрашиваются в синий или фиолетовый цвет, а грамотрицательные — красный или розовый.

• Большинство кокков грамположительные;

• p. Pseudomonas – грамотрицательные палочки;

• p. Bacillus, p. Clostridium – грамположительные;

• миксобактерии, флексобактерии (скользящие) – грамотрицательные, клеточная стенка очень тонкая, отсутствуют сшивки в пептидогликановом слое;

• метанобразующие, галофилы, ацедофильно-термофильные бактерии – грамположительные, стенка толстая 500нм, клеточная стенка только из белка или полисахарида;

- микоплазмы – паразиты – клеточной стенки нет.

Клеточную стенку бактерии могут терять под действием антибиотиков или лизоцима, такие клетки называются L-формы.

На внешней стороне клеточной стенки есть:

1. специфические рецепторы для фагов;

2. антигены (тейхоевые кислоты у грамположительных, полисахарид у грамотрицательных);

3. макромолекулы, обеспечивающие межклеточное взаимодействие при конъюгации.

Капсулы

Капсула – слизистое образование, обволакивающее клетку, связанное с клеточной стенкой и имеющее аморфное строение (> 0,2мкм – макрокапсула, <0,2 – микрокапсула).

Препарат просматривают в капле туши, которая не может проникнуть в капсулу.

В состав капсулы входят в основном полисахариды, у Bacillus – полипептид.

Функции:

1. защита от механических повреждений;

2. резерв запасных веществ;

2. защита от действия антибиотиков, фагов. Если слизистое вещество легко отделяется от клеточной стенки, то говорят о слизистых слоях.

Чехлы

Имеют тонкую структуру. Часто состоят из нескольких слоев с разным строением. Состав: сахара – 36%, белки – 27%, липиды – 5%, фосфор – 0,5%.

Функции:

1. защита от механических повреждений;

2. защита от высыхания;

3. осмотический барьер;

4. барьер от фагов;

5. источник запасных веществ.

Фимбрии и пили

Фимбрии – длинные, тонкие, прямые нити. Они тоньше и короче жгутиков, но более многочисленны. Размеры: 0,3–4мкм, число – 100–200.

В зависимости от функции различают два типа:

I тип помогают клетке прилипать к другим клеткам или субстрату; - II тип – половые – пили с каналом внутри для прохода ДНК во время конъюгации.

цпм

Состав – белково-липидный комплекс:

1. белки – 50–75%;

1. липиды – 5–45% (фосфолипиды) – производные глицерина;

2. углеводы – сахара.

Функции:

1. Роль осмотического барьера;

2. транспорт веществ в клетку;

3. синтез, азотфиксация, хемосинтез. Нередко есть внутриплазматические впячивания – мезосомы – выполняют функцию митохондрий;

4. мембрана – один из компонентов аппарата генерирования электрических потенциалов,

5. в мембране расположены ферментные комплексы.

Пассивный транспорт – диффузия. Облегченная диффузия – с участием транслоказ. Активный транспорт – с затратой энергии. Сопряжен с реакциями, в результате которых бурно выделяется энергия.