- •Сборник лекций
- •Курс: Третий
- •2. Горизонтальный транспорт генов у бактерий в природных экосистемах и его роль в эволюции и систематике прокариот
- •4. Механизмы, контролирующие генетическую изоляцию бактериального генома.
- •5. Эволюция бактериального генома.
- •1. Терминология и номенклатура, используемые в систематике прокариот
- •2. Фенотипическая систематика
- •4. Хемотаксономическая систематика
- •5. Геносистематика
- •1. Основные проблемы филогении прокариот.
- •2. Понятие о молекуле - хронометре
- •3. Концепция к. Вуза о трех линиях эволюции, трех формах жизни
- •4. Дистанционно-матричный метод построения филогенетических деревьев и их конструкции (веерообразная и сильно разветвленная дихотомическая). Гипотеза о. Кандлера о трех типах независимых проклеток
- •5. Методологические ловушки в филогенетической систематике микроорганизмов
- •1. Принципы построения идентификационных схем.
- •2. Общие правила при идентификации бактерий
- •3. Деление царства прокариот на высшие таксоны. Характеристика отделов
- •4. Группы прокариотных организмов и их основные представители
- •1. Сравнительная характеристика прокариот и эукариот
- •2. Основные принципы систематики эукариотных микроорганизмов
- •3. Группы низших эукариот
- •4. Фаготрофия и симбиоз – основные элементы существования протистов
- •5. Основы классификации вирусов
- •Лекция 2.1. Молекулярные и структурные аспекты организации архей. Общая характеристика. Систематика.
- •I. Положение архебактерий в системе царств органического мира
- •2. Характерные особенности отдельных групп архебактерий
- •3. Молекулярная биология архебактерий
- •4. Метаболизм архебактерий.
- •5. Структурная организация геномов архебактерий
- •1. Аэробные сероокислящие бактерии
- •2. Анаэробные серовосстанавливающие бактерии
- •3. Галофильные архебактерии.
- •4. Термоацидофильные микоплазмы
- •Раздел 1.
- •Раздел 2.
- •Раздел 3.
- •Раздел 4.
- •1. Классификация метанообразующих бактерий
- •2. Культурально-морфологические свойства метаногенов
- •3. Тип питания и метаболизм метанообразущих бактерий
- •4. Механизм энергетических процессов у метанообразущих бактерий
- •5. Местообитание и практическое применение метаногенов.
- •1. Пигменты фотосинтезирующих эубактерий
- •2. Строение фотосинтетического аппарата эубактерий
- •3. Группы фотосинтезирующих эубактерий
- •3. Цианобактерии
- •5. Прохлорофиты
- •1. Пурпурные бактерии
- •2. Зеленые эубактерии
- •3. Гелиобактерии
- •4. Распространение фототрофных эубактерий в природе
- •1. Явление автотрофии в микробиологии. Характеристика физиологических групп аэробных хемоавтотрофов
- •2. Нитрифицирующие бактерии
- •3. Бактерии, окисляющие серу
- •4. Железобактерии
- •5. Водородные бактерии
- •6. Метаболическая основа хемоавтотрофии
- •Явление облигатной автотрофии
- •Подавление роста органическими соединениями
- •1. Общая характеристика и систематика метаноокисляющих бактерий
- •2. Морфология вегетативных клеток
- •3. Ультратонкое строение клеток
- •4. Окисление углеродных соединений как основное свойство метанотрофов
- •5. Свойства метанотрофов в свете практического применения
- •2. Молочнокислое брожение и бактерии вызывающие данный процесс
- •3. Эубактерии осуществляющие спиртовое брожение
- •4. Пропионовокислое брожение
- •5. Клостридии и маслянокислый тип брожения
- •1. Системы классификации и таксономия дрожжей
- •2. Строение дрожжевой клетки
- •3. Питание и метаболизм дрожжей
- •4. Генетика дрожжей
- •5. Микробиологические аспекты практического использования дрожжей
- •1. Общая характеристика и систематика актиномицетов
- •Краткая характеристика групп родов Группа 22. Нокардиоформные актиномицеты
- •Группа 23. Роды с многогнездными спорангиями
- •Группа 25. Стрептомицеты и близкие роды
- •Группа 26. Мадуромицеты
- •Группа 29. Другие роды
- •2. Морфология актиномицетов.
- •3. Характеристика актиномицетов по химическому составу и строению клеточных стенок.
- •4. Питательные потребности и условия культивирования актиномицетов.
- •1.Общая характеристика скользящих организмов
- •2. Миксобактерии
- •3. Алгицидные миксобактерии, не образующие плодовых тел
- •4. Группа цитофаг
- •5. Нитчатые скользящие хемогетеротрофы
- •6. Нитчатые бактерии, окисляющие соединения серы
- •1. Общая характеристика бактерий, образующих эндоспоры
- •2. Аэробные спорообразующие бактерии (Род Bacillus)
- •3. Анаэробные спорообразующие бактерии: род clostridium
- •4. Другие спорообразующие бактерии
- •5. Спорообразование
3. Алгицидные миксобактерии, не образующие плодовых тел
Миксобактерии часто вызывают гибель естественных популяций зеленых водорослей и цианобактерий. У многих из таких: алгицидных миксобактерий не наблюдалось образования плодовых тел, что обусловливает неопределенность их таксономического положения. По нуклеотидному составу (ГЦ-содержание ДНК лежит в пределах от 69 до 71%) эти организмы, однако, сходны с миксобактериями, образующими плодовые тела, поэтому к ним применяют неопределенное название миксобактеры. В противоположность бактериолитическим миксобактериям, образующим плодовые тела, миксобактеры отличаются простыми пищевыми потребностями: они хорошо растут в жидких средах определенного состава и могут использовать глюкозу и другие углеводы в качестве единственных источников углерода и азота.
Некоторые миксобактерии, убивающие цианобактерии, образуют внеклеточные ферменты, которые разрушают пептидогликановый слой клетки-хозяина. Среди литических ферментов имеется протеаза с очень низким мол. весом (8000 дальтон) и широкой субстратной специфичностью; она гидролизует пептидные связи пептидогликанов. Другие миксобактерии убивают цианобактерии только при непосредственном контакте; ферментативный механизм этого процесса неизвестен.
4. Группа цитофаг
Скользящие бактерии группы цитофаг не образуют плодовых тел и заметно отличаются от миксобактерий (включая не образующих плодовых тел миксобактеров) по нуклеотидному составу ДНК (30—50%). Клетки некоторых из этих бактерий образуют цепочки длиной в 100 мкм или более, что не свойственно миксобактериям. Другие цитофаги представляют собой единичные тонкие палочки и по структуре вегетативных клеток не отличимы от миксобактерии. Покоящиеся клетки образуются только у представителей рода Sporocytophaga, формирующих сферические преломляющие свет микроцисты, которые сходны по структуре и развитию с миксоспорами Myxococcus. Таким образом, самым главным признаком для дифференциации представителей группы цитофаг и миксобактерий, особенно миксобактерий, не образующих плодовых тел, является нуклеотидный состав ДНК этих организмов. Основные роды группы цитофаг представлены в таблице 1.
Таблица 1. Основные группы цитофаг
Род
|
Структура Образование в вегетативной фазе микроцист
|
ГЦ-со-держание ДНК, %
|
Рост за счет целлюлозы, хитина и агара
|
Cytophaga
|
Отдельные палочки —
|
33—42
|
+
|
Sporocytophaga
|
Отдельные палочки +
|
36
|
+
|
Flexibacter
|
Палочки, либо от- — дельные, либо обра- зующие цепочки
|
31—43
|
—
|
Цитофаги различаются главным образом по их пищевым потребностям, Cytophaga и Sporocytophaga spp. могут гидролизовать сложные полисахариды и расти за счет их использования, тогда как Flexibacter spp. полисахаридов не расщепляют. Большинство этих бактерий — облигатные аэробы, но некоторые виды Cytophaga и Flexibacter являются факультативными анаэробами и могут сбраживать углеводы. Основные продукты брожения — жирные кислоты и янтарная кислота. Для роста за счет брожения необходима углекислота в субстратных количествах.
Наиболее активными аэробными бактериями, расщепляющими целлюлозу в почве, являются определенные виды Cytophaga и Sporocytophaga. Обогащенную ими культуру легко получить, поместив образец почвы в минеральную среду с фильтровальной бумагой в качестве единственного источника углерода и энергии. При первичном выделении эти бактерии не способны расти ни на каком ином органическом субстрате; последующий отбор позволяет получить мутанты, растущие на растворимых сахарах — глюкозе и целлобиозе. Целлюлозолитическая активность этих организмов велика. При штриховом посеве на листке фильтровальной бумаги, помещенной на поверхности чашки с минеральным агаром, они полностью разрушают ее волокнистую структуру. В местах поражения появляются окрашенные слизистые пятна, образованные бактериальными клетками. Другим характерным свойством почвенных цитофаг, разрушающих целлюлозу, является необходимость их прямого контакта с субстратом, содержащим целлюлозу. Этот факт позволяет предположить, что первичное воздействие на целлюлозу осуществляется недиффундирующим экзоферментом, сохраняющим связь с поверхностью клетки. В результате в культуре, содержащей целлюлозу, клетки плотно прилипают к ее волокнам, часто очень упорядоченно: палочковидные клетки ориентируются параллельно фибриллам полисахарида.
Другие виды рода Cytophaga растут за счет использования полисахаридов — хитина и агара. На суше агар не встречается, поэтому агаролитические цитофаги — это организмы морского происхождения, тогда как хитинолитические представители группы встречаются и в почве, и в морской воде.
Гидролиз хитина и агара осуществляется индуцируемыми внеклеточными ферментами, и, следовательно, прямого контакта клеток с субстратом не требуется. Хитинолитические и агаролитические цитофаги, кроме того, обладают гораздо менее специализированными пищевыми потребностями, чем виды, разрушающие целлюлозу. В качестве источников углерода и энергии они могут использовать широкий набор растворимых сахаров; большинство из них способно расти в сложных азотистых средах (например, содержащих пептон) в отсутствие углеводов.
Представители рода Flexibacter широко распространены в почве, пресной и морской воде. Среди них есть несколько видов, специфически патогенных для рыб. Инфекции, вызываемые Flexibacter columnaris, часто приобретают эпидемический характер, вызывая массовую гибель рыб в рыборазводных хозяйствах в теплые времена года. Патогены группы Flexibacter являются, вероятно, основными возбудителями заболеваний у рыб как в морских, так и в пресных водах.
