Лекция №3. Методы изучения микроорганизмов

В среднем линейные размеры бактерий находятся в пределах 0,5 – 3 мкм, но есть среди бактерий и свои «гиганты» и «карлики». В частности, клетки нитчатой серобактерии Beggiatoa alba имеют диаметр до 500 мкм, а длина клеток спирохет может быть до 250 мкм; клетки серных бактерий рода Thiomargarita бывают размером до 0,75 мм. Самые мелкие из известных бактерий – микоплазмы, имеющие диаметр клеток 0,1–0,15 мкм. Вирус коровьей оспы достигает размеров 0,26 мкм

Размеры дрожжей, мицелиальных грибов, простейших и водорослей находятся в пределах 10–100 мкм.

1 миллиметр (мм) = 10^3 микрометров (мкм) = 10^6 нанометров (нм) = 10^7 ангстрем (Å) = 10^11 пикометров (пм).

Основные особенности микроорганизмов, связанные с их размерами:

1. Высокая скорость метаболизма

Очень велико отношение площади поверхности клетки к ее объему, что создает благоприятные условия для активного обмена с внешней средой. Показано, что метаболическая активность микроорганизмов в расчете на единицу биомассы намного выше, чем у более крупных клеток растений и животных.

С этим связана и высокая скорость размножения. В оптимальных условиях Escherichia coli может делиться каждые 20 мин.

2. Высокая пластичность метаболизма

Указанное свойство также связано с малыми размерами клеток. Клетки микроорганизмов могут вместить в себя только несколько сотен тысяч белковых молекул. Поэтому не нужные в данных условиях существования ферменты не могут в клетках микроорганизмов содержаться про запас. Они синтезируются только тогда, когда соответствующее питательное вещество (субстрат) появляется в среде.

Таким образом, для микроорганизмов характерно большее разнообразие ферментных систем и более мобильные способы регуляции обмена веществ, чем для макроорганизмов.

3. Повсеместность распространения

По определению В.И.Вернадского, «всюдность». Можно обнаружить МО в арктических областях, в горячих источниках, в высоких слоях атмосферы, в шахтах с высоким содержанием сероводорода и т.д., чем они отличаются от практически всех растений и животных, которые часто распространены лишь на отдельных континентах или в географических зонах.

Микроорганизмы, которые не оказывают неблагоприятного влияния на организм человека и не вызывают у него заболеваний, называют непатогенными, или сапрофитными, т.е. питающимися отмершими организмами. Микроорганизмы, вызывающие у человека различные заболевания и патологические процессы называются патогенными (от греческого pathos - болезнь). Подавляющее число микроорганизмов безвредны для человека, а многие из них и полезны. В частности, микроорганизмы, населяющие кожу и слизистые оболочки, желудочно-кишечный и урогенный тракты, составляют экологическое единство с организмом человека и поддерживают постоянство некоторых процессов его жизнедеятельности (это изучает особая наука - эндоэкология).

Патогенных микроорганизмов человека насчитывается около 3 – 4 тысяч видов. Из них более 100 составляют вирусы, хоть они и не живые организмы. Сейчас описано около 10 000 видов, а предполагается около 1 млн. видов.

Есть также условно патогенные. В нормальных условиях они ведут себя как сапрофиты, но как только организм-хозяин попадает в экстремальные условия, или они попадают в те части его тела, где их не должно быть, они становятся патогенными.

К методам исследования любых микроорганизмов относятся:

1. Микроскопия: световая и электронная;

2. Культуральный метод;

3. Биологический метод;

4. Молекулярно-генетический метод;

5. Серологический метод — выявления антигенов микроорганизмов или антител к ним