5. Морфология, ультраструктура и хим состав бактерий.

Бакт- больш гр микроскопич одноклеточных организмов, имеющих клеточн строение, но не имеющих ядра. Бакт клетка заключена в плотн жестк клеточн стенку, осн компонент кот - полисахарид-муреин. Цитоплазма - сложн коллоидн система, сост из 75% воды, мин в-в, белков, ДНК, РНК, кот входят в сост рибосом и нуклеотидов. Нуклеотид не имеет ядерн мембраны, в нем локализ-ся 2-хцепочечн ДНК. ДНК замкнута в кольцо и прикрепл к ЦПМ. Она не сод белков-дистонов, а отрицат остаток фосф к-ты нейтрализован катионами кальция. В нуклеотиде закодирована вся ген инф. Рибососмы - рибонуклеопротеиновые комплексы, размером 20 нм, отвечают за синтез белка. Клеточн стенка - упругое ригидное обр-е толщиной 15 нм. Ф-ии: защитная, регуляция осмотич давления, питание клетки, уч-е в регуляции роста и делении. Имеет 2 слоя: наружн и внутр ригидный. По способу окраски кл стенки разл (гр+) и (гр-) бакт. У (гр+) муреиновый слой составл 80% от массы кл стенки. По грамму они окр-ся в синий. У (гр-) муреин слой - 20%, окр-ся в красн. К кл стенке примыкает ЦПМ. Она принимает уч-е в транспорте питат в-в, выделении экзотоксинов, уч в энергетич обмене, регуляции роста и делении, репликации ДНК. По форме бакт выделяют: ШАРОВИДНЫЕ/КОККИ: микрококки (кл располож в одиночку. вх в состав норм микрофлоры, нах во внешн среде, заболев не вызывают); диплококки (дел-е их происх в одной плоскости с обр пары клеток); гонококки, менингококки; пневмококки; стрептококки (при дел-и обр почки. возбудители ангины, гнойных восполит пр-сов); тетракокки (дел-е с обр пакетов из 8 и больш кол-ва клеток); сарцины; стафилококки (дел-е беспорядоченное в разл плоскостях. причастны к болезням гнойно-воспалит хар-ра. ПАЛОЧКОВИДНЫЕ: вирионы и кампилобакт (имеют 1 изгиб); спириллы (2-3 витка); спирохеты (разл число витков).

6. Методы окраски бактерий. Красители. Механизм взаимодействия красителя с отдельными структурами бактериальной клетки. Окраска по Граму.

Окраска позволяет изучить морфологич особенности микробов, а иногда точно определить их вид. Окраска микроорг-мов представляет собой физико-хим пр-с соед-я хим компонентов клетки с краской. Окраску мазка производят простыми/сложными методами. Простые закл-ся в окраске препарата одним красителем; сложные включают последов исп-е неск красителей и имеют дифференц-диагностическое знач-е. В ряде случаев различные части микробной клетки (ядро, цитоплазма) избирательно окрашиваются различными красителями. Сущ спец методы окраски, кот исп для выявления жгутиков, клеточной стенки, нуклеоида и разн цитоплазматич включений.

Метод Грама — метод окраски для исследования, позволяющий дифференцировать бактерии по биохимич св-вам их клеточной стенки. Предложен в 1884 году датским врачом Г. К. Грамом. По Граму бактерии окрашивают анилиновыми красителями, затем краситель фиксируют раствором иода. При последующем промывании окрашенного препарата спиртом те виды бактерий, которые оказываются прочно окрашенными в синий цвет, называют (гр+) бактериями, — в отлич от (гр-), кот при промывке обесцвечиваются. После промывания растворителем при окрашивании по Граму добавляется контрастный красный краситель, кот окрашивает всех (гр-) бактерий в красный или розовый цвет. Это происходит из-за наличия внешней мембраны, препятствующей проникновению красителя внутрь клетки. Тест классифицирует бактерии, разделяя их на две группы относительно строения их клеточн стенки.

7. Клеточная стенка гр(+) и гр(-) бактерий, сходства и отличия.

Гр(+) муреиновый слой 80% от массы клеточной стенки. Окрашиваются в синий цвет.

Гр(-) муреиновый слой 20% , окрашивается в красный цвет.

Клеточная стенка грамположительных бактерий плотно прилегает к ЦПМ. Под электронным микроскопом она выглядит как гомогенный электронно-плотный слой, толщина которого колеблется от 20 до 80 нм. У грамположительных бактерий пептидогликан составляет основную массу вещества клеточной стенки (40-90%). Пептидогликан – это гетерополимер, состоящий из чередующихся остатков N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных между собой β-1,4-гликозидными связями (рисунок). К N-ацетилмурамовой кислоте присоединен короткий пептидный хвост, состоящий из небольшого числа (обычно 4–5) аминокислот. У грамположительных бактерий обнаружено более 100 различных химических типов пептидогликана. Большинство различий относится к пептидной части его молекулы (слайд 3.9). Две особенности пептидного хвоста:

1. наличие аминокислот в D-форме (неприродная конфигурация) и

2. высокое содержание аминокислот с двумя аминогруппами.

Вторые аминогруппы участвуют в формировании дополнительных пептидных связей между гетерополимерными цепочками. В состав клеточных стенок грамположительных бактерий входят тейхоевые кислоты. Это полимеры, построенные на основе рибита или глицерина, соединенных между собой фосфодиэфирными связями. Некоторые свободные гидроксильные группы в молекулах спиртов могут быть замещены остатками D-аланина, глюкозы, N-ацетилглюкозамина и некоторых других сахаров.

Тейхоевые кислоты ковалентно соединяются с N-ацетилмурамовой кислотой. Как полианионы тейхоевые кислоты определяют поверхностный заряд клетки. Сахарные компоненты тейхоевых кислот входят в состав рецепторов для некоторых бактериофагов и определяют возможность адсорбции фага на клеточной поверхности (слайд 3.11).

В составе клеточной стенки грамположительных бактерий в небольших количествах также найдены полисахариды, белки и липиды. Клеточная стенка грамотрицательных бактерий многослойная. Внутренний электронно-плотный слой (2-3 нм) состоит из пептидогликана. Снаружи к нему прилегает волнистый слой (8-10 нм), имеющий строение, характерное для элементарных мембран – наружная мембрана. Слой пептидогликана отделен от ЦПМ периплазматическим пространством. У грамотрицательных бактерий содержание пептидогликана значительно меньше (1-10%). У большинства видов он образует одно- или двухслойную структуру с довольно редкими поперечными связями между цепями.

Наружная мембрана состоит из фосфолипидов, типичных для элементарных мембран; белков; липопротеина и липополисахарида. Специфическим компонентом наружной мембраны является липополисахарид (ЛПС), занимающий около 30-40 % ее поверхности и локализованный во внешнем слое. ЛПС содержат три участка: липид А, сердцевинную часть и О-специфическую полисахаридную цепь. ЛПС являются антигенами бактерий. Белки-порины пронизывают наружную мембрану насквозь и формируют гидрофильные поры, через которые осуществляется неспецифическая диффузия молекул. Минорные белки наружной мембраны представлены большим числом видов. Их основная функция – транспортная и рецепторная.