Контрольна робота з предмету “Мікробіологія”

Зміст

2.10. Етапи виділення чистих культур бактерій. Колонія. Характеристика. 6

3.10. Віруси бактерій. Особливості морфології бактеріофагів. Взаємодія фагів з клітинами бактерій. Вірулентні та помірні бактеріофаги. Лізогенія та лізогенна конверсія. 10

4.10. Вплив рН середовища та тиску на мікроорганізми. 14

5.10. Гібридомна технологія для одержання моноклональних антитіл. Напрямки використання моноклональних антитіл 17

7.10. Дослідження змивів з рук аптечних працівників, посуду, обладнання. Критерії оцінки. 29

8.10. Роль факторів зовнішнього середовища в інфекційному процесі (температура, іонізуюча реакція, сонячна активність, хімічні фактори тощо) 32

9. 10. Серологічні реакції. Реакції серологічної діагностики та ідентифікації. Компоненти. Діагностикуми та діагностичні сироватки. Їх отримання. 35

10.10. Мікробіологічний контроль мікробної забрудненності ліків. Засоби боротьби з цвільовими та дріжджовими грибами в аптеках. 39

Література 43

Бакте́рії (Bacteria, від дав.-гр. βακτήριον — паличка) — одна з основних груп живих організмів. До кінця 1970-х років термін «бактерії» був синонімом прокаріотів, але в 1977 на підставі даних молекулярної біології прокаріоти були розділені на царства Архебактерій (Archeobacteria) і Еубактерій (Eubacteria) Згодом, щоб підкреслити відмінності між ними, вони були перейменовані на домени Архей і Бактерій відповідно. Наука, що вивчає бактерій — бактеріологія, підрозділ мікробіології.

Бактерії — мікроскопічні, переважно одноклітинні, організми, для яких характерна наявність клітинної стінки, цитоплазми, різних включень, відсутність чітко сформованого ядра, мітохондрій, пластид та інших органел. Вони звичайно мають клітинні стінки, як рослинні та грибні клітини, але бактеріальні клітинні стінки звичайно зіткані з пептидогліканів. Більшість з них дуже малі, звичайно тільки 0,5-5,0 μм у своєму найбільшому розмірі, хоча гігантські бактерії, такі, як Thiomargarita namibiensis та Epulopiscium fishelsoni, можуть виростати до 0,5 мм у розмірі та бути видимими неозброєним оком. Деякі бактерії (напр., мікоплазми) настільки дрібні, що можуть проходити крізь бактеріальні фільтри.

Бактерії — це найпоширеніша група організмів. Вони присутні у ґрунті, воді, повітрі та як симбіонти у інших організмах. Наприклад, в грамі ґрунту міститься біля 40 млн. бактеріальних клітин, та біля 5 × 10³⁰ бактерій у світі . Бактерії (можливо, разом з археями) складають більше половини біомаси Землі, зокрема половину органічного вуглецю і більш ніж 90 % органічних фосфору та азоту. Планктонні бактерії відповідають за від 50 % до 90 % (за різними оцінками) світового виробництва кисню. В організмі людини звичайно міститься в 10 разів більше бактерій, ніж людських клітин, найбільша кількість цих бактерій знаходиться на шкірі і в травному тракті. Багато з них патогенні, тобто викликають хвороби. Загалом, бактерії критичні для існування всіх земних екосистем, вони незамінні на багатьох кроках кругообігу речовин у природі, наприклад, у переробці залишків вищих організмів та фіксації атмосферного азоту.

Внутрішня частина бактерії — цитоплазма — охоплюється одною або двома мембранами, що відділяють її від зовнішнього середовища. Внутрішня з цих мембран називається цитоплазматичною мембраною. У випадку двох мембран, друга мембрана називається зовнішньою, а простір між мембранами — периплазмою. Гомогенна фракція цитоплазми, що містить набір розчинних РНК, білків, продуктів і субстратів метаболічних реакцій, називається цитозолем або гіалоплазмою. Інша частина цитоплазми представлена різними структурними елементами, що включають хромосому, рибосоми,цитоскелет та інші, характерні для окремих видів, немембранні структури, наприклад, газові везикули. Деякі бактерії формують внутрішньоклітинні гранули для зберігання живильних речовин, таких як глікоген, поліфосфат сірка або полігідроксиалканоати, що дають бактеріям можливість зберігати ці речовини для подальшого використання.

Однією з основних відмінностей клітини бактерій від клітини еукаріотів є відсутність ядерної мембрани і, найчастіше, відсутність взагалі мембран всередині цитоплазми. Багато важливих біохімічних реакцій, наприклад, реакції енергетичного циклу, відбуваються завдяки іонним градієнтам через мембрани, створюючи різницю потенціалів подібно до батареї. Відсутність внутрішніх мембран у бактеріях означає, що ці реакції, наприклад, перенос електрона у реакціях електронно-транспортного ланцюжка, відбуваються через цитоплазматичну мембрану, між цитоплазмою і периплазмою. Проте, у деяких фотосинтезуючих бактерій існує розвинена мережа похідних від цитоплазматичної фотосинтетичних мембран. У пурпурних бактерій (наприклад, Rhodobacter) вони зберегли зв'язок з цитоплазматичною мембраною, що легко виявляється на зрізах під електронним мікроскопом, але у ціанобактерій цей зв'язок або важко виявляється, або втрачений в процесі еволюції. Відомим класом мембранних органел бактерій, які більш нагадують еукаріотичні органели, але, можливо, теж зв'язані з цитоплазматичною мембраною, є магнетосоми, присутні у магнето тактичних бактерій.

Вся генетична інформація, необхідна для життєдіяльності бактерій, міститься в одній молекулі ДНК, що має форму ковалентно замкнутого кільця (бактеріальна хромосома). ДНК в розгорненому стані має довжину біля 1 мм. Бактеріальна хромосома (звичайно в одному екземплярі, тобто всі бактерії галоїдні, хоча в певних умовах одна клітина може містити декілька копій своєї хромосоми) в одній точці прикріплена до цитоплазматичної мембрани та поміщається в структурі, відділеній, але фізично не відокремленій від цитоплазми, яка називається нуклеоїдом Рибосоми бактерій також дещо відрізняються від рибосом еукаріотів та архей і мають константу седіментації 70S (на відміну від 80S у еукаріотів)

Історично бактерії поділяли за формою на кулясті бактерії (коки, диплококи, сарцини, стрептококи),нитчасті, звивисті (спірили — форми зі спіральними завитками; вібріони,) та паличковидні. Останні об'єднювали бактерій, що не утворюють ендоспор (власне бактерії), та спороутворюючі бактерії (бацили). Але тому, що бактерії дуже дрібні та мають відносно схожі форми, класифікація, заснована на формі, не була успішною. Перша формальна класифікація з'явилася після розробки Гансом Крістіаном Грамом методики фарбування за Грамом, що розділяє бактерії за структурними характеристиками клітинної стінки. Ця схема включає:

Gracilicutes —Грам – негативні бактерії з двома клітинними мембранами;

Firmicutes — Грам – позитивні бактерії з товстою стінкою збудованою з пептидогліканів;

Mollicutes — Грам-негативні бактерії без клітинної стінки чи другої мембрани;

Mendosicutes — Нетипово фарбовані бактерії, тепер відомо, що вони надежать до архей.

Наступний розвиток, по більшості заснований на цій схемі, включав порівняння бактерій, засновуючись на різницях їх метаболізму, виміряних за допомогою багатьох специфічних тестів. Але хоча ці схеми допомогали відрізняти штами бактерій, було неясно, чи вони відображують різницю між різними видами, чи між різними штамами того ж самого виду. Ця невпевненість була викликана відсутностю відмітних структур в більшості бактерій, також як і горизонтальним переносом генів між незв'язаними видами. Більш того, саме поняття виду не може бути чітко виражене для бактерій. Ця проблема була вирішена з появою у філогенетиці генетичних методик, таких як вимірювання відносного вмісту гуаніну і цитозину, гібридизація геномів та зчитування генів (особливо гену 16S pPHK). Після цього таксономія розвилася до акуратної класифікаційної системи. У цей момент сам термін «бактерії» змінився. Термін «бактерії» традиційно застосовувався до всіх мікроскопічних прокаріотів, молекулярна систематика показала, що прокаріоти складаються з двох окремих доменів, які зараз називаються Бактерії і Археї. Ці два домени, разом у Еукаріотами, стали основою системи трьох доменів, яка в даний час стала загальноприйнятою клисифікацією в біології Слід зазначити, що через деякі залишки численних історичних схем класифікації та сучасне погане знання біології бактерій їх класифікація ще не остаточна

Принципи ідентифікації, викладені у Визначнику бактерій Берджи, 9-е видання якого вийшло в 1994 р., знайшли найбільше поширення в практичній бактеріології. Відповідно до них (на основі будови клітинної стінки й відношення до фарбування по Граму) бактерії розділені на 35 груп, що входять в 4 категорії:

I – грамонегативні еубактерії;

II – грампозитивні еубактерії;

III – еубактерії, позбавлені клітинної стінки – мікоплазми (Mollicutes);

IV – археобактерії (Archaea).