Морфология и ультраструктура бактерий

Различают несколько форм бактерий – кокковидные, ветвящиеся, палочковидные, извитые

Кокки- шаровидные клетки размером 0,5-1,0 мкм, которые делятся на микрококки, диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцинны, стафилококки.

Микрококки- отдельно расположенные клетки.

Диплококки - парные кокки (пневмококк, гонококк, менингококк). Пневмококк имеет с противоположной стороны ланцетовидную форму, а менингококк и гонококк - форму кофейных зерен.

Стрептококки - клетки округлой или вытянутой формы.

Тетракокки состоят из четырех кокков, образуются при взаимно перпендикулярном делении.

Сарцинны имеют вид пакетов из 8 и более кокков.

Стафилококки имеют форму гроздей винограда.

Палочковидные- палочки от 1,0 до 10,0 мкм, толщина - от 0,5 до 2,0 мкм. По способности образовывать споры они подразделяются на бактерии, бациллы и клостридии. Палочковидные бактерии: прямые с закругленными концами, с обрубленными концами, изогнутые, нитевидные.

Бактерии - палочковидные микробы, которые не образуют спор (кишечная, тифозная, паратифозная, дизентерийная, дифтерийная, туберкулезная).По форме палочковидные бактерии бывают короткими (туляремия), длинными (сибиреязвенная), с закругленными, заостренными, или утолщенными концами.

У бацилл споры не превышают диаметр клетки, а у клостридии споры больше диаметра клетки. Риккетсии наиболее мелкие палочковидные бактерии - облигатные внутриклеточные паразиты.

Извитые формы- вибрионы, спириллы, спирохеты.

Вибрионы- изогнутые палочки, в виде запятой (холерный вибрион, водные вибрионы).

Спириллы- бактерии, имеющие изгибы с одним или несколькими оборотами спирали.

Спирохеты - тонкие, длинные, извитые, штопорообразной формы бактерии. Спирохеты представлены тремя родами: Трепонема, Боррелия, Лептоспира. Патогенными для человека являются: возбудители сифилиса, возвратного тифа, лептоспироз.

Бактериальная клетка состоит из оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и нуклеотида. Также имеются дополнительные включения: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики и пили,

плазмиды.

Клеточная стенка - прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму. Наиболее толстая клеточная стенка у грамположительных бактерий (до 50-60 нм). В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов и белков. Основным компонентом клеточной стенки грамположительных бактерий является многослойный пептидогликан, составляющий 40-90% ее массы. У грамотрицательных количество пептидогликана – 5-20% .Способность грамположительных бактерий при окраске по Граму удерживать генциановый фиолетовый в комплексе с йодом (сине-фиолетовая окраска бактерий) связана со свойством многослойного пептидогликана взаимодействовать с красителем. Кроме этого, последующая обработка мазка бактерий спиртом вызывает сужение спор в пептидогликане и тем самым задержку красителя в клеточной стенке.

Грамотрицательные бактерии после воздействия спиртом утрачивают краситель, обесцвечиваются и при обработке фуксином окрашиваются в красный цвет.

Цитоплазматическая мембрана - очень тонкая, состоящая из белков и фосфолипидов. Через нее осуществляется питание клетки. Она образует мезосомы, которые принимают участие в делении клетки.

Цитоплазма - внутреннее содержимое бактериальной клетки, состоящей из воды, минеральных соединений, белков, РНК и ДНК. В ней находятся ядерное вещество, рибосомы и различные включения.

Нуклеотид - наследственный аппарат бактериальной клетки. Представляет собой двойную нить ДНК, свернутую в кольцо. Он лишен ядерной мембраны, не содержит хромосом, не делится митозом. В составе нуклеотида отсутствуют основные белки - гистоны.

Рибосомы - выполняют функцию синтез белка. Соединяясь вместе, рибосомы образуют полисомы. Бактериальные рибосомы, являющиеся белоксинтезирующимися системами клеток, могут стать мишенью для действия многих антибиотиков.

Включения

Являются продуктами метаболизма прокариотических микроорганизмов, которые располагаются в их цитоплазме и используются в качестве запасных питательных веществ. К ним относятся включения гликогена, крахмала, серы, волютина.

Капсула - внешний уплотненный слизистый слой, примыкающий к клеточной стенке.

Споры - образуются при попадании микроорганизма в неблагоприятные условия внешней среды. Спорообразующие аэробные бактерии называются бациллами, а анаэробные - клостридиями. Способность бактерий образовывать споры, различающиеся по форме, размерам и локализации в клетке, является таксономическим признаком, который используется для их дифференцировки и идентификации.

Жгутики - органы движения, характерные для палочковидных бактерий.

Пили или фибрин - ворсинки, расположенные на поверхности бактериальных клеток. Состоят пили из белка пилина.

Микоплазмы

Клетки, не имеющие клеточной стенки, но окруженные трехслойной липопротеидной цитоплазматической мембраной, покрытой снаружи капсулоподобным слоем. Они могут быть сферической, овальной формы. Мелкие микоплазмы проходят через бактериальные фильтры и называются фильтрующимися формами. Микоплазмы неподвижны, не образуют спор.

Особенностью микоплазм является их рост на плотной питательной среде, где образуются колонии, напоминающие яичницу-глазунью.

Спирохеты

Тонкие, спирально извитые нити, подвижные одноклеточные организмы, имеющие размеры от 5 до 500 мкм в длину и 0,3-0,75 мкм в ширину. При электронном микроскопировании было выявлено, что у спирохет между наружной оболочкой и клеточной мембраной располагается аксиальная нить, способная скручивать тело спирохеты. Патогенные виды отличаются друг от друга структурными особенностями, количеством завитков, типом движения и другими признаками. Род Treponema представлен патогенными представителями T-pallidum - возбудитель сифилиса, Т-pertennue - возбудитель фамбези. Род Borellia представлен возбудителем возвратного тифа. Род Leptospira вызывает у людей инфекционную желтуху и напоминает по форме буквы S, G, L.

Риккетсии

Прокариотические микроорганизмы, названные в честь американского микробиолога Г. Риккетса, размером от 0,2 до 30 мкм. По форме могут быть нитевидными, палочковидными и кокковидными. Все риккетсии - внутриклеточные паразиты, т.е. могут развиваться в клетках живого организма. Они очень схожи по строению с бактериями. У них есть клеточная стенка, нуклеотид, рибосомы, риккетсии также окрашиваются по Грамму. Размножаются делением, но процесс деления происходит внутри клетки. По форме риккетсии бывают кокковидными, нитевидными, внутриклеточными, бактериальными и бациллярными.

Хламидии

Мелкие бактериоподобные неподвижные бескапсульные грамотрицательные бактерии, очень малых размеров до 0,5 мкм. Содержат две нуклеиновые кислоты - дезоксирибонуклеиновую и рибонуклеиновую, нуклеопротеиды, углеводы и липиды. Хламидии - облигатные внутриклеточные паразиты. Размножаются только в цитоплазме клеток. У человека вызывают венерический лимфогранулематоз.

Вирусы

Неклеточные формы жизни, белоксинтезирующие системы, содержат только один тип НК. Они облигатные внутриклеточные паразиты. Сформированная вирусная частица называется вирион. Формы вирионов могут быть палочковидными, пулевидными, в виде сперматозоида. Самый мелкий - вирус полиомиелита, самый крупный - вирус натуральной оспы. Различают РНК и ДНК содержащие вирусы. Вирусы человека и животных включены в состав 18 семейств. Принадлежность вирусов к определенным семействам определяется типом НК, структурой, целостностью и фрагментацией генома, а также наличием или отсутствием внешней оболочки.

Грибы

Растительные, гетеротрофные, нефотосинтезирующие эукариотические микроорганизмы. Они имеют ядро, цитоплазму с органеллами, цитоплазматическую мембрану, мощную клеточную стенку, состоящую из несколько типов полисахаридов, белков и липидов. Различают дрожжевую и мицелиальную форму грибов. Размножаются спорами, половым, бесполым путем. Бесполое размножение осуществляется с помощью спорангия. Заболевания, вызванные грибами, называются микозы. Грибы делятся на низшие - архимицеты и высшие - актиномицеты (аскомицеты и базидомицеты). Архимицеты - внутриклеточные паразиты водорослей. Фикомицеты - водные грибы. У человека вызывают мукороз. Аскомицеты - вызывают у человека заболевания кожи и легких за счет экзоспор. Из некоторых видов актиномицетов был получен первый антибиотик – Penicillinum notatum, Penicillinum chysogenum - пенициллин. Базидомицеты - шляпочные грибы, паразиты деревьев и растений. Дрожжевые грибы - одноклеточные организмы, не имеющие мицелия, имеющие овальную форму размером 2-20 мкм. Заболевание носит название «дрожжевой микоз».

Простейшие

Эукариотические одноклеточные микроорганизмы размером от 3 до 150 мкм. Снаружи окружены пелликулой (плотная эластичная мембрана), имеют ядро с ядерной оболочкой, ядрышко, митохондрии, лизосомы, рибосомы. Передвигаются с помощью жгутиков, ресничек. При неблагоприятных условиях образуют цисты. Различают четыре класса простейших:

1) жгутиковые (Flagtllata), патогенные представители трипаносома (возбудитель африканской сонной болезни, лейшмании - возбудители лейшманиозов, трихомонады. Объединяет их наличие жгутиков;

2) споровики (Sporozoa) - основной представитель малярийный плазмодий - комар, осуществляющий процесс размножения в клетках крови человека (эритроцитах). Токсоплазмоз - заболевание, особенно опасно для беременных;

3) саркодовые (Sarcodina) - дизентерийная амеба, вызывает у человека дизентерию, а кишечная амеба для организма человека является непатогенной;

4) инфузории (Infusoria) покрыты многочисленными ресничками, благодаря которым они осуществляют передвижение. Обитают в воде и почве.