Будова бактеріальної клітини.

Бактерії — прокаріоти . Клітини бактерій здатні існувати автономно, як складний організм. Структура їх клітин відрізняється від структури клітин рослин і тварин — еукаріотів . Прокаріоти не мають ядерної оболонки, мітохондрій, апарату Гольджі, ендоплазматичного ретикулуму, хлоропластів. Генетична інформація міститься в1 молекулі ДНК, статевий шлях розмноження відсутній.

Еукаріоти можуть бути одноклітинними або багатоклітинними. У багатоклітинних всі клітини фізіологічно пов'язані і окремо існу­вати не можуть. Тому структура прокаріотної клітини суттєво відрізняється від клітин еукаріотів. Але загальний план будови у них подібний (мал. 2).

У будові бактеріальної клітини розрізняють три основні части­ни: поверхневі структури, клітинну оболонку та цитоплазму. Дея­кі бактерії утворюють спору, містять включення, плазміди та інші елементи.

Поверхневі структури.До них відносять капсулу, джгутики, мі-кровійки. Наявність або відсутність їх є постійною ознакою для да­ного виду бактерій. Це враховується під час їх ідентифікації.

Капсула. Розрізняють мікрокапсулу, макрокапсулу, слизовий шар.

Мікрокапсулу виявляють за допомогою електронної мікроскопії. Вона представлена мукополісахаридними фібрилами. її роль остаточно не з'ясована.

Макрокапсула товстіша за мікрокапсулу, зберігає зв'язок з клітинною стінкою. Вона містить 98 % води, 2 % полісахаридів , поліпептиди або амі-новуглеводи і має гелеподібну консистенцію. Через велику кількість води вона не затримує барвників, тому у разі фарбування за Буррі—Гінсом залишається безбарвною на фоні забарвленого препарату. У деяких бактерій

капсули утворюються в організмі людини або тварини (збудники пневмонії, сибірки та ін.), а в деяких — як у макроорганізмі, так і на штучних поживних середовищах . У патогенних мікроорганізмів капсула може оточувати одну або дві клітини, навіть цілий ланцюжок клітин . Макро- і мікрокапсули захищають клітину від бактеріофагів, фагоцитів, антибіотиків та антитіл. Вони також є факторами патогенності (пневмококи, що втратили капсулу, втрачають патогенність). Капсула зумовлює антигенні властивості бактерій — містить К-антиген (капсульний антиген).

Слизовий шар.Бактерії часто виділяють велику кількість слизу, який утворює навколо них пухкий шар, здатний відділятися від кліти­ни (збудник гонореї).

Джгутикизабезпечують рухли­вість бактерій. Це довгі ниткоподіб­ні структури діаметром 12—13 нм і завдовжки 6—80 мкм. Джгутики

утворені білковими часточками, які спірально чи вздовж укладені на­вколо пустої серцевини у вигляді циліндра. Рухливі бактерії швидше наближаються до чутливих клітин макроорганізму, тому джгутики впливають на патогенність бакте­рій. Джгутики визначають антигенну структуру бактерій (містять Н-антиген).

Утворення джгутиків кодується генами і є постійною ознакою певного виду бактерій. Тому виявлення рухливості враховується під час їх ідентифікації. За кількістю та розміщенням джгутиків бакте­рії поділяють на групи (мал. 3):

— монотрихи— один джгутик розміщується на полюсі клітини (холерний вібріон);

— лофотрихи — пучок джгутиків розміщується на одному кінці (синьогнійна паличка);

— амфітрихи— один або пучок джгутиків розміщується на обох кінцях (спі­рили);

— перитрихи — джгутики розміщуються на всій поверхні клітини (сальмоне­ли, епіерихії та ін.).

Рухливість бактерій визначають за допомогою мікроскопічного методу — фазово-контрастна або темнопольна мікроскопія "роздавленої" або "висячої" краплі; та бактеріологічного методу — посів штриком у стовпчик напівщільного агару: для рухливих бактерій характерний дифузний ріст, середовище стає мутним, а нерухливі ростуть тільки вздовж уколу, середовище залишається прозорим.

Мікровійки. Окрім джгутиків поверхню бактерій вкривають мі­кровійки. Вони набагато, майже в 10 разів, коротші за джгутики,

на рухливість бактерій не впливають. Розрізняють два типи мікро-війок: 1) фімбрії, або війки; 2) кон'югативні, або донорські (Г-пілі).

Фімбрії— це короткі тонкі волоски, яких може бути від 10 штук до декількох тисяч. Вони є фактором патогенності. За допомогою фімбрій бактерії прикріплюються до чутливих клітин (адгезія), де потім розмножуються (колонізація).

Р-пілі — довгі тонкі ниткоподібні структури. На одній клітині їх може бути 1—2. Вони є апаратом кон'югації у бактерій. Г-пілі забезпечують контакт між

клітиною-донором і клітиною-реципієнтом, а також передачу спадкової ін­формації, що міститься в плазмідах.

Мікровійки — це білкові структури. Білки джгутиків, фімбрій і пілей різні за складом і властивостями.

Клітинна оболонкаскладається з клітинної стінки і цитоплазма­тичної мембрани.

Клітинна стінка має два шари: внутрішній (ригідний) та по­верхневий (пластичний). Ригідний шар складається з пептидоглі-кану, пластичний — з ліпополісахаридопротеїнового комплексу. Крістіан Грам запропонував метод фарбування мікроорганізмів генціановим фіолетовим і розчином йоду, при цьому всі бактерії забарвлювались у фіолетовий колір. Після оброблення спиртом і промивання водою одні з них втрачали попереднє забарвлення і за­барвлювалися фуксином Пфейфера в червоний колір. їх назвали грамнегативними.Мікроорганізми, які не втрачали фіолетового забарвлення, назвали грампозитивними.Ця відмінність зумовле­на різним складом клітинної стінки

У грампозитивнихбактерій більш виражений ригідний шар, він складається з пептидоглікану, який є тільки у прокаріотів. Пеп-тидоглікан має структуру молекулярної сітки. У клітинній стінці грампозитивних бактерій його міститься 5—6 шарів. Пептидоглі-кан пронизаний тейхоєвими (від грец. іеісНоз — стінка) кислотами. Вони є головними поверхневими антигенами грампозитивних бактерій. Клітинна стінка більшості грампозитивних бактерій не містить ліпідів, але деякі (збудник туберкульозу) мають їх багато — понад 40 % . Ці ліпіди токсичні для макроорганізму. Вміст білка дуже різний. Білки зумовлюють антигенні властивості, а також є факторами патогенності

У грамнегативнихбактерій виражені пластичний і ригідний шари. Ригідний шар тонкий, складається з одного, рідко з двох шарів пептидоглікану, що становить 5—10 % маси всієї клітинної стінки. До складу пластичного шару входять ліпополісахарид, ліпопротеїди, поверхнева мембрана, які мозаїчно переплітаються

Питання для самоконтролю.

1.За якою ознакою живі істоти об'єднують під загальною назвою "мікроорганізми"?

2.Що таке систематика, таксономія?

3.Яка класифікація бактерій визнана міжнародною?

4.За яким принципом і на які категорії поділяють бактерій?

5.Що таке вид бактерій?

6.Що таке ідентифікація бактерій?

7.За якими ознаками її проводять? Яку номенклатуру вживають для визначення виду бактерій? Які її принципи?

6. На які групи поділяють бактерії за формою, за розміщенням? Що таке поліморфізм?

7. Який склад капсули? Яке її значення?

8. На які групи поділяють бактерії залежно від кількості і роз­міщення джгутиків? Яку функцію виконують джгутики? Як їх виявляють?

9. Які існують види мікровійок? Яке їх значення?

10. Яка структура клітинної стінки у бактерій?

11. Що таке Ь-форма бактерій?

12. Яка роль цитоплазматичної мембрани, нуклеоїду, рибосом?

13. Що таке плазміди? Яка їх роль?

14. За яких умов утворюються спори? Де слід враховувати здат­ність бактерій до спороутворення?

15. Яка особливість бактерій у стані ФБН?

16. Які відмінні особливості представників нетипових груп бак­терій?

17. Які особливості структури і патогенезу грибів, найпрості­ших, вірусів, пріонів?

18. Що таке метаболізм? З яких процесів він складається?

19. Які хімічні елементи входять до складу мікробної клітини?

20. В чому полягає особливість живлення мікроорганізмів? На які групи їх розподіляють за типом живлення?

21. Які джерела енергії використовують мікроби? На які групи їх розподіляють за відношенням до вільного кисню?

22. Які ферменти виділяють мікроби? Де враховується ця здат­ність мікробів?

23. Що таке біохімічна активність мікробів?

24. Які фази розвитку проходить культура?

25. Які продукти утворюють мікроорганізми в процесі життєді­яльності?

26. Що таке бактеріологічний метод дослідження? Для чого його використовують?

27. Яким вимогам мають відповідати поживні середовища?

28. Як класифікують поживні середовища за походженням, за консистенцією, за складом, за призначенням?

29. За яких умов можливе успішне культивування мікроорга­нізмів?

Тести

1. Форму бактеріальної клітини, наявність спори, капсули, джгу­тиків характеризують ознаки:

а) тинкторіальні;

б) морфологічні;

в) антигенні;

г) культуральні.

2. Спорогенні паличкоподібні бактерії, розміщені ланцюжком, — це:

а) стрептобактерії;

б) стрептобацили;

в) диплобактерії;

г) диплобацили.

3. Відношення до барвників характеризують ознаки:

а) тинкторіальні;

б) морфологічні;

в) антигенні;

г) культуральні.

4. Спора у бактерій не утворюється:

а) на поживному середовищі;

б) у трупі;

в) у живому організмі;

г) у ґрунті.

5. Аспорогенні паличкоподібні бактерії, розміщені попарно, — це:

а) стрептобактерії;

б) стрептобацили;

в) диплобактерії;

г) диплобацили.

6. Рухливість бактерій зумовлюють структури:

а) фімбрії;

б) пілі;

в) джгутики;

г) всі відповіді правильні.

7. Здатність мікроорганізмів продукувати ферменти характеризу­ють ознаки:

а) тинкторіальні;

б) морфологічні;

в) біохімічні;

г) культуральні.

8. Кулясті мікроорганізми, розміщені у вигляді грона винограду:

а) диплококи;

б) стафілококи;

в) стрептококи;

г) сарцини.

9. Індивідуальність молекули ДНК характеризують ознаки:

а) тинкторіальні;

б) молекулярно-генетичні;

в) антигенні;

г) культуральні.

10. Структура, яка захищає бактеріальну клітину від фагоцитозу, антитіл, антибіотиків, фагів:

а) клітинна стінка;

б) білки поверхневої мембрани;

в) цитоплазматична мембрана;

г) капсула.

11. Перехід гострої форми інфекції у хронічну спричинює така зміна збудника:

а) утворення спори;

б) утворення капсули;

в) перетворення у Ь-форму;

г) втрата джгутиків.

12. Мікроорганізми, що містять одну нуклеїнову кислоту:

а) хламідії;

б) віруси;

в) мікоплазми;

г) рикетсії.

13.Для захисту в несприятливих умовах мікроорганізми здатні утворювати:

а) спору;

б) цисту;

в) переходити в ФБН;

г) всі відповіді правильні.

14. Бактерії, що втратили клітинну стінку, мають назву:

а) протопласти;

б) сферопласти;

в) Ь-форми;

г) всі відповіді правильні.

15. Середовища мають бути уніфікованими за:

а) рН середовища;

б) вмістом азоту;

в) насиченням киснем;

г) всі відповіді правильні.

іб.Буферність поживного середовища — це здатність містити:

а) певну кількість води;

б) певну кількість натрію хлориду; в) речовини, що нейтралізують іони водню;

г) певну кількість пептону.

17. Прості середовища — це всі, крім:

а) желатину;

б) МПА;

в) МПБ;

г) кров'яного агару.

Лекція № 2.