5. Этап молекулярная микробиология

Главные проблемы современной микробиологии — углубленное изучение молекулярной организации и метаболизма микроорганиз­мов, микробиологического синтеза новых ценных продуктов, вли­яния факторов среды на жизнедеятельность микроорганизмов; изыскание специфических средств борьбы с инфекционными болез­нями человека, животных и растений.

2. Систематика микроорганизмов

В настоящее время выделяют два уровня клеточной организации: прокариотический и эукариотический. Различие заключается в строении клетки. Прокариоты (т.е. доядерные) – это бактерии, сине-зеленые водоросли, а эукариоты (ядерные) – это грибы, растения, животные. Царство прокариот разделяется на 4 отдела:

1 отдел – грамотрицательные микроорганизмы

2 отдел - грамположительные микроорганизмы

3 отдел - прокариоты, не имеющие клеточной стенки

4 отдел – непатогенные микроорганизмы.

Отделы подразделяются на секции, в состав которых входят семейства. Семейства состоят их родов. Каждый род представлен несколькими видами.

Основной (низшей) таксономической единицей явля­ется вид. Виды объединяются в роды, роды — в семейст­ва, семейства — в отделы, отделы — в царства. Вид— это совокуп­ность популяций, имеющих общее происхождение и гено­тип, морфологические, физиологические и другие при­знаки, способные в определенных условиях вызывать одинаковые процессы. Культура — микроорганизмы, по­лученные от животного, человека, растения или субстра­та внешней среды и выращенные на питательной среде. Чистые культуры состоят из особей одного вида, сме­шанные— представляют скопления клеток разных видов. Микробиологи часто в своей работе употребляют слово штамм. Штамм, — культура одного и того же вида, выде­ленная из разных сред и отличающаяся незначительны ми изменениями свойств (неодинаковая биохимическая активность, чувствительность к лекарственным вещест­вам и т. д.). Например, кишечная палочка, выделенная от крупного рогатого скота, и такая же палочка, выде­ленная от свиней, могут быть разными штаммами. Клон— культура микроорганизмов, выделенная из од­ной клетки.

По Международному кодексу номенклатуры бактерий (1980) вид может быть разделен на подвиды или вариан­ты. В названиях микробов, отличающихся по некоторым свойствам, вместо суффикса «тип» введен «вар». Так, биотип называют биовар, серотип — серовар, фаготип — фаговар и т. д.

Для обозначения микроорганизмов принята двойная (бинарная) номенклатура, которая включает в себя на­звание рода и вида. Родовое название пишется с пропис­ной буквы, видовое, даже происходящее от фамилии — со строчной. Например, бациллу сибирской язвы называют Bacillus anthracis, кишечную палочку — Escherichia coli, возбудителя эмфизематозного карбункула — Clostridium chauvoei и т. Д.

3. Морфология микроорганизмов

По форме клеток бактерии подразделяются на три основные груп­пы: шаровидные, или кокки, палочковидные и извитые (рис. 1).

Кокки (греч. kokkos — зерно, лат coccus — ягода). Имеют сферическую форму в виде правильного шара, эллипса, боба, ланцета. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления различают: микрококки, или монококки, стафилококки, диплококки, стрептококки, тетракокки и сарцины.

Микрококки (лат. micrococcus — маленький) делятся в равных плоскостях и располагаются одиночно, парами или беспо­рядочно. Сапрофиты, обитают в почве, воде, воздухе. Например, Micrococcus luteus.

Стафилококки (греч. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, делящиеся в различных плоскостях и располагающиеся несимметричными гроздями, иногда одиночно, парами, тетра­дами. Сапрофиты и патогенные. Например, Staphylococcus aureus.

Диплококки (греч. diploos — двойной) делятся в одной плоскости, образуя попарно соединенные кокки. Например, Azotobacter chroococcum.

Стрептококки (греч. streptos — цепочка) — кокки, расположенные в виде цепочки, встречаются одиночные и парные клетки, иногда тетрады. Образуются при делении в одной плоско­сти. Сапрофиты и патогенные. Например, Streptococcus pyogenes.

Тетракокки (греч. tetra — четыре) — кокки, которые делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и распола­гаются по четыре.

Сарцины (лат. sarcio — связываю) — кокки, делящиеся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и образующие пра­вильные пакеты по 8—16 клеток и более. Сапрофиты, встречаются в воздухе, почве, кишечнике животных и человека. Например, Sarcina ureae.

Палочковидные бактерии. Это самая многочисленная группа прокариот. Они имеют осевую симметрию и цилиндрическую форму тела с округлыми или заостренными концами. Палочковидные формы делят на две группы: неспоровые палочки — бактерии (Bacterium) и палочки, образующие споры, — бациллы (Bacillus). Палочки, у которых диаметр споры превышает ширину вегетативной клетки, принято называть клостридиями (Clostridium).

Микобактерии — палочки с боко­выми выростами (возбудитель туберкулеза, паратубер-кулеза). Коринебактерии — напоминают микобактерии, но отличаются от них образующимися на концах утол­щениями и включениями зерен в цитоплазме (дифтерий­ная палочка).

Извитые бактерии. Обладают спиральной симметрией. К ним относятся вибрионы, спириллы и спирохеты.

Вибрионы (лат. vibrio — извиваюсь). Клетки вибрионов имеют цилиндрическую изогнутую форму, образуя 1/4—1/2 за­витка спирали, и напоминают запятую. Сапрофиты и патогенные. Например, Vibrio cholerae.

Спириллы (лат. spira — изгиб) — бактерии, имеющие форму спирально извитых палочек с 3 — 5 витками. Обитают в пресной и морской воде. Преимущественно сапрофиты (Spirillum volutans); к патогенным видам относятся S. minus и кампилобактеры (Campylobacter fetus).

Спирохеты (spirochaeta; греч. speira — изгиб и chaite — длинные волосы) — прокариоты спирально извитой формы. У спи­рохет выявляется два типа витков: первичные — образованные изгибами протоплазматического цилиндра, и вторичные — пред­ставляющие изгибы всего тела.

Размеры микробов. Микробы — микроскопические ор­ганизмы, их размеры определяются в микрометрах (10^⁶ м) (по системе СИ — мкм). Диаметр шаровидных форм 0,7—1,2 мкм; длина палочковидных 1—6—10 мкм, ширина 0,5—1 мкм. Вирусы — еще более мелкие суще­ства, их размеры определяются в нанометрах (1 нм = —10~⁹ м). Нитчатые формы микробов достигают в длину нескольких десятков микрометров. Для того чтобы пред­ставить размеры этих существ, достаточно сказать, что в одной капле воды может вместиться несколько миллио­нов микробов.