Лекция №2. Прокариоты, вирусы и обменные процессы

Глава 1. Основы систематики и классификации

В зависимости от того, к какому домену относится организм, для него применяют разные классификации. Это дань памяти как сложившимся традициям, так и принципу, согласно которому клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности, а вирусы вообще не являются живыми системами, и общая классификация для них неприменима.

В современной классификации прокариот принята следующая иерархия таксонов:

Домен

Филум

Класс

Порядок

Семейство

Род

Вид

У вида есть изменчивость. Поэтому имеются также такие категории, как инфравидовые ранги. Это все таксоны, которые расположены ниже вида. Основные – подвид, разновидность (вар), форма.

Из-за того что большинство микроорганизмов устроены крайне примитивно и для их классификации простого описания недостаточно, исследователи привлекли функциональные характеристики. Как правило, микробиологический объект невозможно классифицировать, не применив совокупность морфофизиологических, биохимических и молекулярно-биологических данных. Примером является определитель Берджи, с помощью которого определяют прокариот.

Для этого определения существует порог – 90% совпадений по основным признакам для определения рода, 97% совпадения для определения вида.

Другой метод определения – по геному. Синтезируют участки ДНК, характерные для определённого домена/рода/вида/вара и т.д., маркируют, расплавляют выделенную ДНК организма и затем пытаются соединить синтезированные участки с участками из генома организма. Точность этого метода высока, для идентификации вида достаточно совпадения на 70% (Нетрусов, Котова. Общая микробиология).

Глава 2. Морфология прокариот

Домен Bacteria включает прокариотические микроорганизмы, имеющие типичные признаки бактерий. В домен входит 23 филума известных на сегодняшний день бактерий.

Домен Archaea включает в себя 3 (слышал сам про 5) филума: Euryarchaeota, Crenarchaeota, Korarchaeota (Algarchaeota, Nanoarcheota). Первый включает повсеместно распространенные организмы – метаногены, строгие анаэробы. Обитают в донных осадках пресноводных зон, в рубце жвачных. Среди них также есть группа экстремальных галлофилов, способных осуществлять особый тип фотосинтеза благодаря бактериородопсину. Ко второму филуму относятся микроорганизмы, имеющие узкие и специфичные места обитания – экстремофилы, зависящие от серных соединений. Третий филум – некультивируемые до сего дня, поэтому о них пока знают мало. Археи дают очень скудный рост, но так как живут в труднодоступных местах, конкурентов у них мало.

Таблица 1.1 Основные различия между археями и бактериями

Различия	Археи	Бактерии
Наличие интронов	+	-
Строение мембраны	Мембрана состоит из эфиров глицерола и фитанола (не имеет аналогов). Бислойна или монослойна.	В состав мембраны входят фосфолипиды, характерные и для эукариот. Мембрана бислойна.
Основа клеточной стенки	Псевдомуреин или один S-слой или отсутствует	Муреин
Наличие гистонов	+	-
Паразитизм на других прокариотах	+	-
Выделение кислорода при фотосинтезе	+	(-) +
Строение жгутиков	Состоят из гликопротеидов, внутренней полости нет	Состоят из спирально уложенного флагеллина, есть внутренняя полость

Таблица 1.2. Представители с характерными формами клеток

Форма клеток	Разновидность	Примеры
Палочковидная	Бациллы	Встречается часто
	Коккобациллы
	Палочки	Chloroflexus aurantiacus
	Тонкие палочки
Коккообразная	Одиночные кокки	Встречаются часто
	Диплококки
	Тетрады
	Стрептококки
	Сарцины
	Стафилококки
Извитые формы	Спириллы	Rodospirillum rubrum
	Спирохеты	Spirochaeta stenostrepta
	Вибрионы	Vibrio spp.
Иные формы организмов	Квадратная	Haloquadratum walbyi
Мицелийобразующие	Неклеточный мицелий	Актиномицеты, cтрептомицеты
	Гифы с почками	Hiphomicrobium
Клетки с выростами	Стебельки	Caulobacter sp., Galionella
	Простеки	Caulobacter и Campylobacter
Плейотропные формы	-	Corynebacterium, Micobacterium Nocardia

Жгутикование: монотрихиальное, лофотрихиальное, латеральное, амфитрихиальное, перитрихиальное. Есть и другая классификация (см. презентацию)