Klasifikacija mikroorganizama. Osnove morfologije bakterija
Pitanje 1. Osnove mikrobiologije. Klasifikacija mikroorganizama
1. Osnove mikrobiologije
Mikrobiologija kao samostalna nauka , koja ima svoje objekte i metode istraživanja, nastala je u drugoj polovini 19. stoljeća zahvaljujući radu Pasteur, Koch, Ehrlich, Mechnikov, Ru itd., ali i u sadašnje vrijeme, kao i oni koji su s tim usko povezani, biotehnologija I Genetski inženjering , se stalno i intenzivno razvija.
Porijeklo kao nauku o patogenima , odnosno kao grana medicine, do danas u zavisnosti od zadataka koji se rešavaju deli se na:
Industrial;
Poljoprivredna;
Veterinarski;
Sanitarije;
Medicinska mikrobiologija.
Predmet studiranje medicinska mikrobiologija su mikroorganizmi– predstavnici normalne mikroflore ljudskog tijela i uzročnici raznih ljudskih bolesti, i metode laboratorijske dijagnostike, specifična prevencija I etiotropna terapija bolesti koje izazivaju.
2. Klasifikacija (sistematika) mikroorganizama
Mikroorganizmi – Ovo organizmi nevidljivi golim okom zbog njihove male veličine. Ovaj kriterijum je jedini koji ih ujedinjuje. Inače, svijet mikroorganizama je još raznovrsniji od svijeta makroorganizama. Prema savremenoj taksonomiji, mikroorganizmi pripadaju tri carstva:
Vira– to uključuje viruse;
Eucariotae– to uključuje protozoe i gljive;
Procariotae– tu spadaju prave bakterije, rikecije, klamidije, mikoplazme, spirohete, aktinomicete.
Glavne razlike prokariot od eukarioti su to prokarioti nemaju:
Morfološki dizajniran jezgra(Ne nuklearna membrana i nestala nucleolus), njegov ekvivalent je nukleoid, ili genophore , predstavljanje zatvorena kružna dvolančana DNK molekula, pričvršćen u jednom trenutku za citoplazmatsku membranu; po analogiji sa eukariotima, ovaj molekul se naziva hromozomska bakterija;
Golgijev retikularni aparat;
endoplazmatski retikulum;
mitohondrije.
Tu je i niz znakova ili organele, karakteristično za mnoge, ali ne sve prokariote, koji dozvoljavaju razlikovati ih od eukariota:
Brojne invaginacija citoplazmatske membrane koji se zovu mezozomi , oni su povezani sa nukleoidom i učestvuju u diobi ćelija, sporulaciji, And disanje bakterijske ćelije;
Specifično komponenta ćelijskog zida – murein , prema hemijskoj strukturi jeste peptidoglikan(diaminopiemična kiselina);
plazmidi– autonomno replicirajuće kružne dvolančane DNK molekule sa molekulskom težinom manjom od bakterijskog hromozoma. Oni se nalaze zajedno s nukleoidom u citoplazmi, iako se mogu integrirati u nju i nose nasljedne informacije, što nije vitalno za mikrobnu ćeliju, ali pružanje joj ovo ili ono selektivne prednosti u okruženju. Najpoznatiji plazmidi:
– (F plazmidi), osigurava konjugativni prijenos između bakterija;
– (R-plazmidi) – plazmidi otpornosti na lijekove koji osiguravaju cirkulaciju među bakterijama gena koji određuju rezistenciju na kemoterapeutske agense koji se koriste za liječenje različitih bolesti.
Kao i za biljke i životinje, koristi se za imenovanje mikroorganizama. binarnu nomenklaturu , - to je generičko i ime vrste, ali ako istraživači ne mogu odrediti vrstu i samo je određen rod, onda se koristi izraz „vrsta“. Najčešće se to događa kada se identificiraju mikroorganizmi s netradicionalnim prehrambenim potrebama ili životnim uvjetima.
Ime nekako obično ili zasnovane na morfološkim karakteristikama odgovarajućeg mikroorganizma (na primjer, Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium) ili su izvedene iz imena autora koji je otkrio ili proučavao patogen (na primjer, Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella) .
Vrste naziv se često povezuje s nazivom glavne bolesti uzrokovane ovim mikroorganizmom (na primjer, Vibrio cholerae - kolera, Shigella dysenteriae - dizenterija, Mycobacterium tuberculosis - tuberkuloza) ili sa glavnim staništem (na primjer, Escherihia coli - E. coli ).
Osim toga, u medicinskoj literaturi na ruskom jeziku moguće je koristiti odgovarajuće rusificirano ime bakterija (na primjer, umjesto Staphylococcus epidermidis - epidermalni stafilokok; Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus, itd.).
Kraljevstvo prokariota uključuje odjel za cijanobakterije I odjel za eubakterije, što zauzvrat, podijeljeno na naredbe:
Same bakterije (odjeli Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
Actinomycetes;
Spirochete;
Rickettsia;
klamidija.
Bakterije - Ovo prokariotski, uglavnom jednoćelijskih mikroorganizama, koji mogu Također formiraju udruženja(grupe) slične ćelije, karakteriziran ćelijski, ali ne i organski sličnosti.
Naredbe se dijele na grupe. Glavna taksonomska kriterijuma , što omogućava da se bakterijski sojevi dodijele jednom ili drugom grupa su:
Morfologija mikrobnih ćelija (koke, štapići, uvijeni);
Odnos prema Gramu – tinktorijalna svojstva (Gram-pozitivna i gram-negativna);
Vrsta biološke oksidacije – aerobni, fakultativni anaerobi, obvezni anaerobi;
Sposobnost stvaranja spora.
Dalje diferencijacija grupa on porodice, rodovi i vrste, koji su glavna taksonomska kategorija, vrši se na osnovu proučavanje biohemijskih svojstava V. Ovaj princip je osnova klasifikacija bakterija data u posebnim priručnicima - determinante bakterija .
Pogled je evolucijski uspostavljen skup jedinki koje imaju jedan genotip, što pod standardnim uslovima manifestuje se sličnim morfološkim, fiziološkim, biohemijskim znakovima. Za patogene bakterije definicija "vrste" je dopunjena sposobnošću da izazove određene nozološke oblike bolesti. Postoji intraspecifična diferencijacija bakterija na opcije:
Po biološkim svojstvima (biovari ili biotipovi);
Biohemijskom aktivnošću (enzimski proizvodi);
Po antigenskoj strukturi (serovari ili serotipovi);
Po osjetljivosti na bakteriofage (fagevari ili fagetipovi);
O otpornosti na antibiotike (rezistentni proizvodi).
U mikrobiologiji se široko koriste posebni termini - kultura, soj, klon.
Kultura - Ovo zbirka bakterija vidljiva oku na hranjivim podlogama. Kulture mogu biti čist () I mješovito (zbirka bakterija od dvije ili više vrsta).
Procijedite - Ovo zbirka bakterija iste vrste, dodijeljeno iz različitih izvora ili iz istog izvora u različito vrijeme. Sojevi se mogu razlikovati po nekim karakteristikama koje ne prelaze karakteristike vrste.
Klon - Ovo zbirka bakterija koje su potomci jedne ćelije.
Pitanje 2. Osobine morfologije mikroorganizama
1. Glavni morfološki oblici bakterija
Među glavnim morfološkim oblicima bakterija postoje:
sferni (coccal ), koji prema prirodi njihovog međusobnog položaja dijele se:
– mikrokoke (zasebna izolirana lokacija);
– diplokoki (povezani u paru);
– tetrakoke (povezane u četiri);
– streptokoke (lančano povezane);
– sarcine (povezane u paketima od 8, 12, 16 itd.);
– stafilokoki (nasumično povezani u obliku grozda);
u obliku štapa , koji se razlikuju:
prema formi:
– ispravno (enterobakterije, pseudomonas);
– netačno (korinebakterije).
do veličine:
– mali (bručela, bordetela);
– srednji (bacteroides, Escherichia coli);
– veliki (bacili, klostridije);
prema obliku krajeva
– odsječeni (bacili);
– zaobljeni (salmonela, pseudomonas);
– šiljasti (fuzobakterije);
– zadebljane (korinebakterije);
Prema prirodi njihovog relativnog položaja, svi štapovi se dijele na:
– nalaze se pojedinačno;
– diplobakterija i diplobacil (povezani u paru);
– streptobakterije i streptobacile (lančano povezane);
– tordirani oblici ( prema prirodi i broju kovrča na koje se dijele:
vibrije (blago zakrivljene šipke ili nepotpune vijuge);
spirila (jedna ili više kovrča);
spirohete, koji se pak dijele na:
Leptospira s(kovrče sa zakrivljenim krajevima u obliku kuke - S-oblik);
Borelija (4-12 nepravilnih kovrča);
treponema (14-17 ujednačenih malih kovrča).
Struktura bakterija proučavan uglavnom pomoću elektronske mikroskopije (tehnika ultratankih rezova), diferencijalnog ultracentrifugiranja i citokemijskih metoda.
Strukturne komponente bakterijske ćelije se dijele na obavezno i fakultativno.
Obavezne strukturne komponente su:
ćelijski zid,
citoplazmatska membrana,
Citoplazma s ribosomima i nuklearnim aparatom lokaliziranim u njoj.
Opciono strukturne komponente - kapsula, mikrokapsula, ekstracelularna sluz, inkluzije, flagele, pili, spore.
2. Ćelijski zid
Funkcije ćelijskog zida da li je to:
Osmotska je barijera
Određuje oblik bakterijske ćelije,
Štiti ćeliju od uticaja okoline,
Nosi različite receptore koji olakšavaju vezivanje faga, kolicina, kao i raznih hemijskih jedinjenja,
Kroz ćelijski zid hranjive tvari ulaze u ćeliju i oslobađaju se produkti metabolizma,
O-antigen je lokaliziran u ćelijskom zidu i endotoksin (lipid A) bakterije je povezan s njim.
Dostupan 2 vrste strukturećelijski zid u bakterijama. U oba slučaja baziran je na peptidoglikanu mureinu. Neke bakterije (1. vrsta)čini do 90% mase ćelijskog zida i formira višeslojni (do 10 slojeva) okvir, dok je murein kovalentno vezan za teihoične kiseline. Takve bakterije, kada se boje Gram metodom, čvrsto zadržavaju kompleks gentian violet-a i joda; obojene su plavoljubičasto i nazivaju se gram-pozitivna .
U bakterijama sa tipom 2 Zbog strukture ćelijskog zida, sloj lipopolisaharida nalazi se na vrhu 2-3 sloja murein peptidoglikana. Ove bakterije, bojene po Gram metodi, nisu u stanju čvrsto zadržati kompleks gentian violet-a i joda i, shodno tome, obezbojene alkoholom, obojene dodatnom bojom - magenta u ružičasto-crvenu boju. Zovu se gram negativan .
Due sa razlikama u strukturi ćelijskog zida sve bakterije se dijele na 4 odjel:
gracilicutes – bakterije sa tankim ćelijskim zidom, gram-negativne, tu spadaju različiti uvijeni, štapićasti, kokni oblici bakterija, kao i rikecije i klamidije;
Firmicutes – bakterije sa debelim staničnim zidom, gram pozitivne, tu spadaju štapićasti, kokni oblici bakterija, kao i aktinomicete, korinebakterije i mikobakterije;
tenericutes – bakterije bez krutog ćelijskog zida (mikoplazma);
mendozicuta – arhebakterije, karakterizirane defektnim ćelijskim zidom, strukturnim karakteristikama ribozoma, membrana i ribosomske RNK. Ova grupa bakterija nema medicinski značaj.
Iz bilo koje bakterijske ćelije koju možete dobiti forme, potpuno ili djelimično nedostatak ćelijskog zida. Zovu se, odnosno protoplasti I sferoplasti , te, bez obzira na početni morfološki tip bakterija, zbog odsustva ćelijskog zida poprimaju sferni ili kruškoliki oblik. Osim toga, postoje L-oblik bakterije, koje U kontrastu od protoplasta i sferoplasta, sposoban za reprodukciju, kao potpuno punopravne mikrobne ćelije ove vrste bakterija. L-oblik različite vrste bakterija se morfološki ne razlikuju. Bez obzira na oblik izvorne ćelije (koke, štapići, vibriji), oni jesu sferne formacije različitih veličina. Razlikovati stabilan L-oblik, bez vraćanja na izvorni morfotip, And nestabilno L-oblik, vraćanje na original kada se eliminiše uzrok, što je uzrokovalo njihovo formiranje. Tokom procesa reverzije obnavlja se sposobnost bakterija da sintetiziraju peptidoglikan (murein) ćelijskog zida. L-oblici različitih bakterija imaju značajnu ulogu u patogenezi mnogih kroničnih, rekurentnih zaraznih bolesti (bruceloza, tuberkuloza, sifilis, kronična gonoreja itd.).
3. Citoplazmatska membrana
U blizini ćelijskog zida bakterije citoplazmatska membrana , čija je struktura slična membrani eukariota ( sastoji se od lipidnog dvosloja, uglavnom fosfolipidi sa ugrađenim površinskim i integralnim proteinima). Ona obezbeđuje:
Selektivna permeabilnost i transport rastvorljivih materija u ćeliju,
Transport elektrona i oksidativna fosforilacija,
Izolacija hidrolitičkih egzoenzima, biosinteza različitih polimera.
Granice citoplazmatske membrane bakterijska citoplazma , što predstavlja granularna struktura. Lokaliziran u citoplazmi ribozomi i bakterijski nukleoid, također može sadržavati inkluzije i plazmidi(ekstrahromozomska DNK). Pored obaveznih struktura, bakterijske ćelije mogu imati spore.
Pitanje 3. Opcione strukturne komponente bakterijske ćelije
1. Kontroverza
Formiranje spora štapovi se zovu bacili .
Kontroverza bakterije su bakterijske ćelije u stanju suspendirane animacije i formiraju se u nepovoljnim uslovima sredine (locirani terminalno, subterminalno ili centralno unutar ćelije).
Tokom procesa sporulacije, ćelija skoro potpuno gubi vodu, smanjuje se, a ćelijski zid postaje gušći. Pojavljuje se nova supstanca - kalcijum dipikolinat, koji formira komplekse sa ćelijskim biopolimerima koji su otporni na temperaturu i ultraljubičaste zrake. U životnoj sredini spore bakterija mogu opstati godinama, ali kada su izložene povoljnim uslovima, spora apsorbuje vlagu, kompleksi se raspadaju, dipikolinat se uništava, a spora se pretvara u vegetativnu ćeliju.
dakle, spor treba uzeti u obzir Ne Kako način reprodukcije, i samo kako oblik postojanja bakterijske ćelije pod nepovoljnim uslovima. U ovom slučaju, transformacije se odvijaju prema sljedećoj shemi: 1 ćelija - 1 spora - 1 ćelija, a nema povećanja broja bakterijskih ćelija.
Sporulacija karakterističan uglavnom za gram-pozitivne bakterije. Kod gram-negativnih bakterija ekvivalentno sporulaciji je prelazak na tzv neobrađenom stanju. U ovom obliku oni takođe dugo opstaju u okruženju.
Kada koristite boju po Gramu, spore ne percipiraju boje, tako da su bezbojne na obojenoj pozadini. Spore su obojene korišćenjem posebne metode slikanja, Na primjer, prema Ožešku ili Klein.
2. Flagella
Mnoge bakterije imaju flagella . Njihov broj i lokacija variraju među različitim bakterijama. Monotrichia imaju samo jedan flagelum (rod Vibrio), lophotrichia – snop flagela na jednom polu ćelije (rod Pseudomonas), a u amphitricho V flagele (jedan ili snop) nalaze se na oba pola ćelije (rod Spirillum), a u peritrihijski – po cijeloj površini (rod Escherichia, Salmonella).
Po svojoj strukturi flagella predstavljaju spiralno uvijene niti, koji se sastoji od specifično flagelin protein, koji po svojoj strukturi pripada kontraktilnim proteinima poput miozina.
Kada se boji Gram bojom, flagele se ne vide. Mobilnost bakterija može se proučavati mikroskopskim metodama (fazno-kontrastna mikroskopija “viseće” ili “zgnječene” kapljice) preparata, ili inokulacijom u polutečnom agaru ili posebnom mediju - srijeda Peshkova .
3. Villi
Proteinske formacije pronađene su na površini brojnih bakterija - resice (fimbrije, pili). Fimbrije prostiru se od površine ćelije i sastoji se od proteina zvanog pilin. Postoji više od 60 vrsta resica, od kojih je najviše proučavano F-pili(seksualno piće) i common pili(pili odgovorni za prianjanje).
4. Kapsula
Bakterijske kapsule - Ovo zadebljani spoljašnji sloj ćelijskog zida. Kapsule može biti izgrađen od polisaharida (pneumokoka) ili proteina (uzročnika antraksa). Većina bakterija, posebno patogenih, formira kapsulu samo u ljudskom ili životinjskom tijelu. Međutim, postoji rod zaista kapsula bakterije (Klebsiella), čiji predstavnici formiraju kapsulu čak i kada se uzgajaju na umjetnim hranjivim podlogama. Neke bakterije mogu imati mikrokapsulu (otkrivenu samo elektronskom mikroskopijom), na primjer, Escherichia, ili implicitnu sposobnost formiranja kapsula - takozvane "nježne" kapsule, na primjer, Staphylococcus aureus, meningokoke.
Osnovna namjena kapsula je zaštita od bakterija od fagocitoze. Prilikom bojenja razmaza Gram bojom, prave kapsularne bakterije imaju karakterističan međusobni raspored (na udaljenosti jedna od druge). Svjetlosnom mikroskopijom kapsule nisu jasno vidljive, pa se prisustvo kapsula u bakterijama otkriva posebnim metodama bojenja, na primjer, metoda Giemsa . Za identifikaciju kapsula i bakterija koje ih formiraju u tijelu koriste se ili mikroskopija razmaza pripremljenih od patološkog materijala ili briseva - otisaka organa mrtvih životinja.
Pitanje 4. Ishrana i metaboličke karakteristike bakterija
1. Hemijske komponente bakterijske ćelije
Prema hemijskom sastavu i prirodi biopolimera (proteini, polisaharidi, nukleinske kiseline, lipidi) prokariotskićelije se ne razlikuju od eukariotski. Glavne hemijske komponente bakterijske ćelije su organogene tvari(kiseonik, vodonik, ugljenik, azot, fosfor).
Proces, tokom kojeg bakterijska ćelija prima iz okoline potrebne komponente da izgradi svoje biopolimere(organele) se zove hrana.
2. Ishrana bakterija
Bakterijske ćelije nemaju posebne organe za hranjenje, tj. jesu holofitski. Hranjive tvari mogu ući u mikrobnu ćeliju:
kroz osmozu i difuziju duž gradijenta koncentracije bez potrošnje energije;
zbog pasivnog transporta, koji se također javlja duž gradijenta koncentracije uz pomoć proteina nosača, ali bez da stanica troši energiju, a razlikuje se od difuzije pri većoj brzini;
zbog aktivnog transporta, koji ide protiv gradijenta koncentracije sa potrošnjom energije i mogućim djelomičnim razgradnjom podloge proteini ili enzimi - permease .
By izvori ugljenika, neophodne za izgradnju biopolimera, bakterije se dijele na sledeće grupe:
autotrofi - mikroorganizmi koji koristiti Kako jedini izvor ugljenik ugljen-dioksid, i ne zahtijevaju složena organska jedinjenja.
heterotrofi - mikroorganizmi koji koristiti kao izvor ugljenika razna organska jedinjenja koja sadrže ugljenik(ugljikohidrati, ugljovodonici, aminokiseline, organske kiseline) kao biološki, Dakle a ne biološkog porijekla.
U zavisnosti od izvora energije mikroorganizmi se dijele na:
fototrofičan sposoban da koristi solarnu energiju,
hemotrofičan koji dobijaju energiju putem redoks reakcija.
Pored ove klasifikacije, ovisno o prirodi donora elektrona, mikroorganizmi se dijele na fototrofnih litotrofa i shodno tome, hemotrofni litotrofi, tj. korištenjem neorganskih jedinjenja kao donora elektrona, te shodno tome foto- i hemoorganotrofi, koristeći samo organska jedinjenja. Posljednja grupa uključuje veliku većinu bakterija, uključujući vrste patogene za ljude.
Prema izvorima azota, postoje:
mikroorganizmi koji fiksiraju dušik(sposoban asimilirati molekularni dušik iz atmosfere),
Mikroorganizmi koji asimiliraju anorganski dušik iz amonijumovih soli, nitrata ili nitrita i, prema tome, nazivaju se amonificiraju, redukuju nitrate i redukuju nitrite.
Međutim, većina mikroorganizama patogenih za ljude može asimilirati samo dušik iz organskih spojeva.
mikroorganizmi, sposoban da sintetiše sve potrebno im organic veze(ugljikohidrati, aminokiseline itd.) iz ovih komponenti se nazivaju prototrofi .
mikroorganizmi, nesposoban da sintetiše bilo koji od potrebnih priključaka, i asimilirajući ih u gotovom obliku iz okoline ili organizma domaćina (ljudi, životinje), nazivaju se auksotrofi preko ove veze. Najčešće su to patogeni ili uslovno patogeni mikroorganizmi za ljude.
Mikroorganizmi (od latinskog micros - mali) su organizmi nevidljivi golim okom. To uključuje protozoe, spirohete, gljive, bakterije, viruse, koje proučava mikrobiologija. Veličina mikroorganizama se mjeri u mikrometrima (µm). U mikrokosmosu postoji veliki broj oblika, koji su podijeljeni u grupe uzimajući u obzir opća načela biološke klasifikacije.
Prva opšta biološka klasifikacija bio je sistem švedskog naučnika K. Linnaeusa, nastao u 18. veku, zasnovan na morfološkim karakteristikama i uključujući životinjski i biljni svet. S razvojem nauke, klasifikacija je počela uzimati u obzir ne samo morfološke, već i fiziološke, biohemijske i genetske karakteristike mikroorganizama. Trenutno je nemoguće govoriti o jedinstvenoj klasifikaciji svih živih organizama: zadržavajući zajedničke principe, klasifikacije makro- i mikroorganizama imaju svoje karakteristike.
Glavne faze svih klasifikacija su: carstvo - podjela - klasa (grupa) - red - porodica - rod - vrsta. Glavna klasifikacijska kategorija je vrsta - skup organizama koji imaju zajedničko porijeklo, slične morfološke i fiziološke karakteristike i metabolizam.
Mikroorganizmi pripadaju carstvu prokariota, čiji predstavnici, za razliku od eukariota, nemaju formirano jezgro. Nasljedne informacije kod prokariota sadržane su u molekuli DNK koja se nalazi u citoplazmi ćelije.
Jedinstvena međunarodna klasifikacija za mikroorganizme usvojena je 1980. godine, na osnovu sistema koji je predložio američki naučnik Bergey.
Da bi se utvrdilo kojoj vrsti pripada mikroorganizam, potrebno je različitim metodama proučiti njegove karakteristike (oblik ćelije, sporulacija, pokretljivost, enzimska svojstva) i pomoću determinante pronaći njegov sistematski položaj – identificirati ga.
Postoje varijante unutar vrste: morfovarijante se razlikuju po morfologiji, biovarijante se razlikuju po biološkim svojstvima, hemovarijante se razlikuju po enzimskoj aktivnosti, serovari se razlikuju po antigenskoj strukturi, varijante faga se razlikuju po osjetljivosti na fage.
Za označavanje mikroorganizama usvojena je opća biološka binarna ili binomna (dvostruka) nomenklatura koju je uveo K. Linnaeus. Prvo ime označava rod i piše se velikim slovom. Drugo ime označava vrstu i piše se malim slovom. Na primjer, Staphylococcus aureus - Staphylococcus aureus. Imena mogu odražavati imena istraživača koji su otkrili mikroorganizme: Brucella - u čast Brucea, Escherichia - u čast Eschericha, itd. Brojni nazivi uključuju organe koji utiču na ovaj mikroorganizam: pneumokoke - pluća, meningokoke - moždane ovojnice itd. .
Bakterije
Bakterije su jednoćelijski organizmi kojima nedostaje hlorofil. Prosječna veličina bakterijske ćelije je 2-6 mikrona. Veličina i oblik bakterijskih stanica svojstvenih mikroorganizmima određene vrste mogu se mijenjati pod utjecajem različitih faktora (ovisno o starosti bakterijske kulture, staništu itd.). Ovaj fenomen se naziva polimorfizam.
Bakterije se prema obliku ćelije dijele u tri grupe: sferne, štapićaste i uvijene (slika 4).
Globularne bakterije nazivaju se koki (od latinskog coccus - bobica) i imaju prečnik ćelije od 0,5 do 1 mikrona. Oblik koka je raznolik: sferičan, kopljast, u obliku graha. Prema relativnom rasporedu ćelija nakon diobe razlikuju se koki: mikrokoki (od latinskog micros - mali) - ćelije se dijele u različitim ravnima i nalaze se pojedinačno; diplococci (od latinskog diploos - dvostruko) - ćelije se dijele u jednoj ravni, a zatim se slažu u parove; ovo uključuje lanceolatne pneumokoke i gonokoke u obliku graha i meningokoke; streptokoki (od latinskog streptos - lanac) - ćelije se dijele u istoj ravnini i ne divergiraju, formirajući lanac; stafilokoki (od latinskog staphyle - grozd) - ćelije se dijele u različitim ravninama, formirajući grozdove u obliku grozda; tetracocci (od latinskog tetra - četiri) - ćelije se dijele u dvije međusobno okomite ravnine i raspoređene su u grupe od četiri; sarcina (od latinskog sarcio - spojiti) - ćelije su podijeljene u tri međusobno okomite ravni i raspoređene su u obliku bala ili paketa od po 8 ili 16 ćelija.
Koke su široko rasprostranjene u vanjskom okruženju, kao iu tijelu ljudi i životinja. Gotovo sve grupe koka, osim mikrokoka, tetrakoka i sarcina, uključuju uzročnike zaraznih bolesti.
U obliku štapa nazivaju se bakterijama. Njihove prosječne veličine su od 1 do 6 mikrona u dužini i od 0,5 do 2 mikrona u debljini.
Bakterije se razlikuju po izgledu: njihovi krajevi mogu biti zaobljeni (E. coli), odsječeni (antraks), šiljasti (kuga) ili zadebljani (difterija). Nakon diobe, bakterije se mogu rasporediti u parove - diplobakterije (Klebsiella), u lanac (uzročnik antraksa), ponekad pod uglom jedna prema drugoj ili poprečno (uzročnik difterije). Većina bakterija je nasumično raspoređena.
Među bakterijama postoje zakrivljeni oblici - vibrio (uzročnik kolere).
Zavijeni oblici uključuju spirile i spirohete. Njihov oblik ćelije podsjeća na spiralu. Većina spirila ne uzrokuje bolesti.
Struktura bakterijske ćelije
Za proučavanje strukture bakterijske ćelije, uz svjetlosni mikroskop, koriste se elektronske mikroskopske i mikrokemijske studije za određivanje ultrastrukture bakterijske stanice.
Bakterijska stanica (slika 5) sastoji se od sljedećih dijelova: troslojne membrane, citoplazme s raznim inkluzijama i nuklearne supstance (nukleoida). Dodatne strukturne formacije su kapsule, spore, flagele i pili.
ShellĆelija se sastoji od vanjskog mukoznog sloja, ćelijskog zida i citoplazmatske membrane.
Sluzni kapsularni sloj nalazi se na vanjskoj strani ćelije i obavlja zaštitnu funkciju.
Ćelijski zid je jedan od glavnih strukturnih elemenata ćelije, koji čuva njen oblik i odvaja ćeliju od njenog okruženja. Važno svojstvo ćelijskog zida je selektivna propusnost, koja osigurava prodiranje esencijalnih nutrijenata (aminokiselina, ugljikohidrata itd.) u ćeliju i uklanjanje metaboličkih produkata iz stanice. Ćelijski zid održava konstantan osmotski pritisak unutar ćelije. Čvrstoću zida daje murein, supstanca polisaharidne prirode. Neke supstance uništavaju ćelijski zid, kao što je lizozim.
Bakterije koje su potpuno lišene stanične stijenke nazivaju se protoplasti. Zadržavaju sposobnost disanja, dijeljenja i sinteze enzima; na uticaj spoljašnjih faktora: mehanička oštećenja, osmotski pritisak, aeracija itd. Protoplasti se mogu sačuvati samo u hipertonskim rastvorima.
Bakterije s djelomično uništenim ćelijskim zidom nazivaju se sferoplasti. Ako penicilinom potisnete proces sinteze stanične stijenke, tada nastaju L-oblici, koji su kod svih vrsta bakterija sferične velike i male stanice s vakuolama.
Citoplazmatska membrana čvrsto prianja uz ćelijski zid sa unutrašnje strane. Vrlo je tanak (8-10 nm) i sastoji se od proteina i fosfolipida. Ovo je polupropusni granični sloj kroz koji se ćelija hrani. Membrana sadrži enzime permeaze, koji provode aktivan transport tvari, i enzime za disanje. Citoplazmatska membrana formira mezozome koji učestvuju u diobi stanica. Kada se ćelija stavi u hipertonični rastvor, membrana se može odvojiti od ćelijskog zida.
Citoplazma- unutrašnji sadržaj bakterijske ćelije. To je koloidni sistem koji se sastoji od vode, proteina, ugljikohidrata, lipida i raznih mineralnih soli. Hemijski sastav i konzistencija citoplazme mijenja se u zavisnosti od starosti ćelije i uslova okoline. Citoplazma sadrži nuklearnu materiju, ribozome i razne inkluzije.
Nukleoid, nuklearna tvar ćelije, njen nasljedni aparat. Nuklearna tvar prokariota, za razliku od eukariota, nema vlastitu membranu. Nukleoid zrele ćelije je dvostruki lanac DNK umotan u prsten. Molekul DNK kodira genetske informacije ćelije. U genetskoj terminologiji, nuklearna tvar se naziva genofor ili genom.
Ribosomi se nalaze u citoplazmi ćelije i obavljaju funkciju sinteze proteina. Ribosom sadrži 60% RNK i 40% proteina. Broj ribozoma u ćeliji dostiže 10 000. Spajanjem ribozomi formiraju polisome.
Inkluzije su granule koje sadrže različite rezervne nutrijente: skrob, glikogen, mast, volutin. Nalaze se u citoplazmi.
Tokom svog života, bakterijske ćelije formiraju zaštitne organele - kapsule i spore.
Kapsula- vanjski zbijeni mukozni sloj uz stanični zid. Ovo je zaštitni organ koji se pojavljuje kod nekih bakterija kada uđu u tijelo ljudi i životinja. Kapsula štiti mikroorganizam od zaštitnih faktora organizma (uzročnika upale pluća i antraksa). Neki mikroorganizmi imaju trajnu kapsulu (Klebsiella).
Kontroverza nalazi se samo u bakterijama u obliku štapa. Nastaju kada mikroorganizam naiđe na nepovoljne uslove okoline (visoke temperature, isušivanje, promene pH vrednosti, smanjenje količine hranljivih materija u okolini itd.). Spore se nalaze unutar bakterijske ćelije i predstavljaju zbijeno područje citoplazme s nukleoidom, prekriveno vlastitom gustom membranom. Po hemijskom sastavu razlikuju se od vegetativnih ćelija po maloj količini vode, povećanom sadržaju lipida i kalcijevih soli, što doprinosi visokoj stabilnosti spora. Sporulacija se javlja u roku od 18-20 sati; Kada mikroorganizam uđe u povoljne uslove, spora klija u vegetativni oblik u roku od 4-5 sati. U bakterijskoj ćeliji nastaje samo jedna spora, stoga spore nisu reproduktivni organi, već služe za preživljavanje u nepovoljnim uvjetima.
Aerobne bakterije koje stvaraju spore nazivaju se bacili, a anaerobne bakterije klostridije.
Spore se razlikuju po obliku, veličini i položaju u ćeliji. Mogu se nalaziti centralno, subterminalno i terminalno (slika 6). U uzročniku antraksa, spora se nalazi centralno, njena veličina ne prelazi promjer ćelije. Spora uzročnika botulizma nalazi se bliže kraju ćelije - subterminalnoj i prelazi širinu ćelije. U uzročniku tetanusa, okrugla spora se nalazi na kraju ćelije - terminalno i značajno premašuje širinu ćelije.
Flagella- organi kretanja, karakteristični za bakterije u obliku štapa. To su tanka vlakna u obliku niti koja se sastoje od proteina - flagelina. Njihova dužina znatno premašuje dužinu bakterijske ćelije. Flagele se protežu od bazalnog tijela smještenog u citoplazmi i protežu se do površine ćelije. Njihovo prisustvo može se otkriti određivanjem pokretljivosti ćelija pod mikroskopom, u polutečnom hranljivom mediju ili bojenjem posebnim metodama. Ultrastruktura flagela je proučavana pod elektronskim mikroskopom. Na osnovu lokacije flagela, bakterije se dijele u grupe (vidi sliku 6): monotrihozne - sa jednim flagelom (uzročnik kolere); amfitrih - sa snopovima ili pojedinačnim flagelama na oba kraja ćelije (spirila); lophotrichs - sa snopom flagela na jednom kraju ćelije (fekalni alkali); peritrihozni - flagele se nalaze po cijeloj površini ćelije (crijevne bakterije). Brzina kretanja bakterija ovisi o broju i lokaciji flagela (najaktivniji su monotrihi), o starosti bakterija i utjecaju okolišnih faktora.
Pili ili fimbrije- resice koje se nalaze na površini bakterijskih ćelija. Oni su kraći i tanji od flagela, a imaju i spiralnu strukturu. Pili se prave od proteina koji se zove pilin. Neki pili (njih nekoliko stotina) služe za pričvršćivanje bakterija na životinjske i ljudske stanice, dok su drugi (pojedinačni) povezani s prijenosom genetskog materijala iz stanice u ćeliju.
mikoplazme
Mikoplazme su ćelije koje nemaju ćelijski zid, ali su okružene troslojnom lipoproteinskom citoplazmatskom membranom. Mikoplazme mogu biti sferne, ovalne, u obliku niti i zvijezda. Prema Bergijevoj klasifikaciji, mikoplazme se svrstavaju u posebnu grupu. Trenutno se ovim mikroorganizmima posvećuje sve veća pažnja kao uzročnicima upalnih bolesti. Njihove veličine variraju: od nekoliko mikrometara do 125-150 nm. Male mikoplazme prolaze kroz bakterijske filtere i nazivaju se filtrabilni oblici.
Spirohete
Spirohete (vidi sliku 52) (od latinskog speira - savijanje, chaite - dlaka) su tanki, uvijeni, pokretni jednoćelijski organizmi veličine od 5 do 500 mikrona u dužinu i 0,3-0,75 mikrona u širinu. Ono što im je zajedničko sa protozoama je njihov način kretanja kontrakcijom unutrašnjeg aksijalnog filamenta, koji se sastoji od snopa vlakana. Priroda kretanja spiroheta je drugačija: translacijsko, rotacijsko, savijanje, valovito. Ostatak ćelijske strukture je tipičan za bakterije. Neke spirohete su slabo obojene anilinskim bojama. Spirohete se dijele na rodove prema broju i obliku uvojaka niti i njihovom završetku. Osim saprofitnih oblika, uobičajenih u prirodi i ljudskom tijelu, među spirohetama postoje i patogeni - uzročnici sifilisa i drugih bolesti.
Rickettsia
Virusi
Među virusima postoji grupa faga (od latinskog phagos - proždire), koji izazivaju lizu (uništenje) ćelija mikroorganizama. Zadržavajući svojstva i sastav svojstvene virusima, fagi se razlikuju po strukturi viriona (vidi Poglavlje 8). Ne izazivaju bolesti kod ljudi ili životinja.
Kontrolna pitanja
1. Recite nam o klasifikaciji mikroorganizama.
2. Navedite glavna svojstva predstavnika kraljevstva prokariota.
3. Navedite i okarakterizirajte glavne oblike bakterija.
4. Navedite glavne organele ćelije i njihovu svrhu.
5. Dajte kratak opis glavnih grupa bakterija i virusa.
Proučavanje morfologije mikroorganizama
Za proučavanje morfologije mikroorganizama koristi se mikroskopska metoda istraživanja. Važan uslov za uspješnu primjenu ove metode je pravilna priprema razmaza od ispitivanog materijala ili bakterijske kulture. Kulture su mikroorganizmi uzgojeni na hranljivim podlogama u laboratorijskim uslovima.
Tehnika pripreme razmaza
Da biste radili, morate imati čiste stakalce i pokrovne stakalce bez masnoće. Nove čaše se kuvaju 15-20 minuta u 2-5% rastvoru sode ili vode sa sapunom, isperu vodom i stave u slabu hlorovodoničnu kiselinu, a zatim dobro isperu vodom.
Korištene čaše koje su kontaminirane bojama ili imerzionim uljem mogu se tretirati na dva načina: 1) potopiti 2 sata u koncentrovanu sumpornu kiselinu ili mješavinu hroma, a zatim dobro isprati; 2) kuvati 30-40 minuta u 5% rastvoru sode ili lužine. Neobrađeno staklo se može odmastiti trljanjem sapunom, a zatim čišćenjem suhom krpom.
Pažnja! Ako je staklo dobro odmašćeno, tada se kap vode ravnomjerno širi po njemu, a da se ne razbije na male kapi.
Čaše čuvajte u posudama sa samljevenim čepovima u Nikiforovoj mješavini (jednake količine alkohola i etra) ili u 96% alkoholu. Čaše se uklanjaju iz otopina pincetom.
Pažnja! Prilikom rada prstima držite ivice stakla.
Materijal za istraživanje se nanosi na predmetno staklo pomoću bakterijske petlje, igle ili Pasteurove pipete. Najčešće se koristi bakterijska omča (slika 7), napravljena od platinaste ili nihromske niti dužine 5-6 cm.Omča se učvršćuje u držač petlje ili zalemljuje u staklenu šipku. Kraj žice je savijen u prsten dimenzija 1×1,5 ili 2×3 mikrona.
Pažnja! Pravilno pripremljena omča, kada se uroni u vodu i izvadi odatle, zadržava vodeni film.
Prije pripreme razmaza, radni dio petlje se spaljuje u plamenu plamenika u okomitom položaju: prvo sama petlja, a zatim metalna šipka. Ova manipulacija se provodi nakon završene sjetve.
Priprema razmaza iz kulture uzgojene u tečnom hranljivom mediju. Odmašćeno staklo se spaljuje u plamenu gorionika i hladi. Kultura se nanosi na predmetno staklo postavljeno na postolje (Petrijeva zdjela, tronožac). Epruveta za kulturu se drži palcem i kažiprstom lijeve ruke. Petlja se drži u desnoj ruci. Bez puštanja omče, malim prstom desne ruke pritisnite čep na dlan i pažljivo ga izvadite iz epruvete. Pokreti bi trebali biti glatki i mirni. Vrat epruvete se spaljuje u plamenu plamenika. Umetnite omču u epruvetu. Ohladite petlju uz zid epruvete, a zatim je uronite u kulturu. Skinite omču bez dodirivanja zidova epruvete. Zatvorite utikač nakon što ga prođete kroz plamen gorionika. Stavite epruvetu u stalak. Nanesite kulturu na stakalce pomoću petlje, ravnomjerno je distribuirajući kružnim pokretima. Petlja se zatim spaljuje kroz plamen plamenika. Razmaz se ostavi da se osuši.
Pažnja! Razmaz treba ravnomjerno utrljati, tanak i mali (otprilike veličine novčića od dvije kopejke).
Priprema razmaza iz kulture uzgojene na čvrstom hranljivom mediju. Kap izotonične otopine natrijum hlorida (0,9%) se nanosi na pripremljeno staklo pomoću Pasteurove pipete ili petlje. Kultura se pažljivo izvadi petljom iz agara u epruveti ili Petrijevoj posudi i emulgira u kapi na staklu. Pripremljeni razmaz treba da bude ujednačen i ne gust. Kada se osuši, na stakalcu ostaje slab premaz.
Priprema razmaza od gnoja ili sputuma. Materijal se uzima sterilnom pipetom ili petljom i nanosi na sredinu stakalca. Pokrijte prvi s drugim stakalcem tako da trećina prvog i drugog tobogana ostane slobodna. Staklo se silom odguruje. Uzmite dva velika mrlja.
Priprema bris krvi. Kap krvi se nanosi na predmetno staklo na udaljenosti od jedne trećine od lijeve ivice. Zatim, rubom posebno brušenog stakla, nagnutim pod uglom od 45°, dodiruju kap krvi. Pritišćući uglačano staklo na predmet, pomiču ga naprijed. Pravilno pripremljen razmaz ima žućkastu boju i proziran je.
Priprema razmaza otisaka prstiju iz unutrašnjih organa leševa i prehrambenih proizvoda čvrste konzistencije. Vrućim skalpelom se kauterizira površina organa ili prehrambenog proizvoda i iz tog područja se izrezuje komad materijala. Koristeći pincetu, pažljivo zgrabite ovaj komad i dotaknite izrezanu površinu na staklo na dva ili tri mjesta, praveći niz poteza otiska prsta.
Sušenje razmaza
Razmaz se suši na vazduhu na sobnoj temperaturi. Ako je potrebno, može se sušiti u blizini plamena gorionika držeći staklo vodoravno za rubove palcem i kažiprstom, potezom prema gore.
Pažnja! Pri visokim temperaturama može doći do poremećaja strukture ćelija.
Popravljanje mrlje
Razmazi se fiksiraju nakon potpunog sušenja kako bi se: 1) fiksirali mikroorganizmi na staklu; 2) neutralisati materijal; 3) ubijeni mikroorganizmi bolje percipiraju boju. Fiksni razmaz naziva se preparat.
Metode fiksacije. 1. Fizički - u plamenu gorionika: čaša se uzima pincetom ili palcem i kažiprstom i prolazi kroz gornji dio plamena gorionika tri puta po 6 s.
2. Hemijski - u tečnosti: ćelijski elementi u razmazima krvi i otisaka prstiju se uništavaju pri izlaganju visokim temperaturama, pa se tretiraju jednom od tečnosti za fiksiranje: a) metil alkohol - 5 minuta; b) etil alkohol - 10 minuta; c) Nikiforovljeva mešavina - 10-15 minuta; d) aceton - 5 min; e) pare kiseline i formaldehida - nekoliko sekundi.
Bojenje preparata
Nakon fiksacije, preparat počinje da se boji.
Bojenje preparata se vrši na posebno opremljenom stolu prekrivenom linoleumom, plastikom, staklom itd. Na stolu je potrebna posuda sa destilovanom vodom; stalak od dvije cijevi ili štapića spojenih gumenim cijevima s obje strane (za stavljanje lijekova); pincete, cilindri, pipete, filter papir, set boja, posuda za njihovo dreniranje. Stol za farbanje treba da se nalazi u blizini slavine za vodu.
Odnos mikroorganizama prema bojama naziva se njihovim tinktorijalnim svojstvima. Anilinske boje se široko koriste u mikrobiologiji. Većina mikroorganizama bolje percipira osnovne boje.
Najčešće korištene boje su: crvena (bazni fuksin, kiseli fuksin, kongo crvena, neutralna crvena); plava (metilen i toluidin); ljubičasta (encijan, metil, kristalna); smeđe-žuta (vesuvin, krizoidin); zelena (dijamant, malahit).
Sve boje se proizvode u obliku amorfnog ili kristalnog praha. Od njih se pripremaju zasićene otopine alkohola i fenola, a zatim se za rad koriste vodeno-alkoholne ili vodeno-fenolne otopine boja. Ako se za bojenje koriste koncentrirani rastvori boja, preparat se prvo prekriva filter papirom na koji se nanosi boja. U tom slučaju komadići boje ostaju na papiru.
Pažnja! Kap boje se nanosi pipetom tako da pokrije čitav preparat.
Dye Recipes
1. Zasićene alkoholne otopine (početne):
Boja - 1 g alkohola 96% - 10 ml
Smjesa se stavlja u termostat dok se potpuno ne otopi nekoliko dana. Svakodnevno protresite. Čuvati u bocama sa samljevenim čepovima.
2. Ziehl-ov karbolični fuksin (za bojenje mikroorganizama otpornih na kiselinu, spora i kapsula):
Zasićeni alkoholni rastvor bazičnog fuksina - 10 ml rastvora karbonske kiseline 5% - 90 ml
Pažnja! Karbolna kiselina se ulijeva u boju, a ne obrnuto.
Smjesa se snažno mućka nekoliko minuta, filtrira i sipa u bocu za skladištenje.
3. Pfeiffer fuchsin (za bojenje po Gramu i jednostavnu metodu bojenja):
Fuchsina Tsilya - 1 ml destilovane vode - 9 ml
Boja se priprema neposredno prije upotrebe.
4. Carbolic gentian violet (za bojenje po Gramu):
zasićeni rastvor alkohola
gentian violet - 10 ml
karbolna kiselina 5% - 100 ml
Otopine se miješaju i filtriraju kroz papirni filter.
5. Lugolova otopina (za bojenje po Gramu i škrobni reagens):
Kalijum jodid - 2 g kristalnog joda - 1 g destilovane vode - 10 ml
Smjesa se stavi u bocu od mat stakla, dobro zatvori i stavi u termostat na jedan dan, a zatim se doda 300 ml destilovane vode.
6. Alkalna otopina Lefflerovog metilenskog plavog:
Zasićeni alkoholni rastvor metilenskog plavog - 30 ml rastvora kalijum hidroksida 1% - 1 ml destilovane vode - 100 ml
7. Papiri po Sinevu (za bojenje po Gramu):
1% alkoholni rastvor kristal ljubičice
Trake filter papira se namoče u rastvor i osuše.
Metode bojenja dijele se na indikativne (jednostavne) i diferencijalne (složene), otkrivajući kemijske i strukturne karakteristike bakterijske stanice.
Jednostavna metoda farbanja
Uzorak se postavlja na postolje za bojenje sa materijalom koji se ispituje okrenutim prema gore. Na njega se pipetom nanosi otopina boje. Nakon navedenog vremena, boja se pažljivo odlije, preparat se ispere vodom i osuši filter papirom. Jednostavna metoda koristi jednu boju. Preparat se boji metilen plavim i Lefflerovim alkalnim plavim 3-5 minuta, a Pfeifferovim fuksinom 1-2 minute (vidi sliku 4).
Na obojeni i osušeni preparat nanosi se kap ulja za potapanje i
Kompleksne metode slikanja
Boj po Gramu (univerzalna metoda). Najčešća metoda diferencijalnog bojenja je boja po Gramu.
Ovisno o rezultatima bojenja, svi mikroorganizmi se dijele u dvije grupe - gram-pozitivne i gram-negativne.
Gram-pozitivne bakterije sadrže magnezijevu sol RNK u svom ćelijskom zidu, koja tvori kompleksno jedinjenje s jodom i osnovnom bojom (encijan, metil ili kristalno ljubičasta). Ovaj kompleks ne uništava alkohol, a bakterije zadržavaju svoju ljubičastu boju.
Gram-negativne bakterije nisu u stanju zadržati glavnu boju, jer ne sadrže magnezijevu sol RNK. Pod dejstvom alkohola, boja se ispere, ćelije obezboje i obojaju se u crveno dodatnom bojom (muchsin).
1. Stavite komad papira na preparat po Sinevu i nanesite nekoliko kapi vode ili rastvora gentian violet-a. Bojite 1-2 minute. Uklonite papir ili ocijedite boju.
2. Bez ispiranja vodom, nanositi Lugolov rastvor dok ne pocrni (1 min), a zatim se boja iscedi.
3. Bez ispiranja vodom, nanositi 96% alkohol dok se boja ne skine (30-60 s). Lijek možete umočiti u čašu alkohola na 1-2 sekunde.
4. Operite preparat vodom.
5. Završite sa Pfeiffer fuksinom 3 minute, operite vodom i osušite.
Mikroskopija pomoću imersionog sistema.
Ziehl-Neelsen boja (za bakterije otporne na kiselinu). Ova metoda se koristi za identifikaciju bakterija tuberkuloze i lepre, koje imaju veliku količinu lipida, voskova i hidroksi kiselina u ćelijskoj membrani. Bakterije su otporne na kiseline, alkalije i alkohol. Da bi se povećala propusnost ćelijskog zida, prva faza bojenja se provodi zagrijavanjem.
1. Fiksni preparat se prekrije filter papirom i nanese se Ziehl fuchsin. Držeći čašu pincetom, lijek se zagrijava na plamenu plamenika dok se pare ne oslobode. Dodajte novu porciju boje i zagrijte još 2 puta. Nakon hlađenja, uklonite papir i isperite preparat vodom.
2. Preparat se obezboji 5% rastvorom sumporne kiseline, potapa se 2-3 puta u rastvor ili se kiselina izlije na staklo, a zatim se nekoliko puta ispere vodom.
3. Mrljajte vodeno-alkoholnim rastvorom metilen plavog 3-5 minuta, isperite vodom i osušite.
Mikroskopija pomoću imersionog sistema.
Bakterije otporne na kiselinu su obojene crvenom bojom, ostale su plave (vidi sliku 4).
Bojenje prema Ozheshku (detekcija spora). 1. Ulijte nekoliko kapi 0,5% rastvora hlorovodonične kiseline na razmaz osušen na vazduhu i zagrejte dok se ne stvori para. Lijek se suši i fiksira na plamenu.
2. Boja po Ziehl-Neelsen metodi. Spore otporne na kiselinu su obojene ružičasto-crvenom bojom, a bakterijska ćelija je plava (vidi sliku 4).
Burri-Hins bojenje (detekcija kapsule). Ova metoda se naziva negativnom, jer su pozadina preparata i bakterijska stanica obojene, ali kapsula ostaje neobojena.
1. Kap crne tinte, razrijeđena 10 puta, nanosi se na staklo. Dodaje se i kap kulture. Uz pomoć ivice čaše za mljevenje pravi se bris, kao i bris krvi, i suši.
2. Hemijski fiksiran alkoholom ili sublimatom. Pažljivo isperite vodom.
3. Bojite Pfeiffer fuksinom 3-5 minuta. Pažljivo operite i osušite na zraku.
Pažnja! Nemojte koristiti filter papir da ne biste oštetili preparat.
Mikroskopija pomoću imersionog sistema. Pozadina preparata je crna, ćelije su crvene, kapsule su neobaljene (vidi sliku 4).
Intravitalno bojenje mikroorganizama
Za proučavanje živih kultura najčešće se koriste metilensko plavo i druge boje u velikim razrjeđenjima (1:10 000). Kap ispitivanog materijala pomiješa se na stakalcu s kapljicom boje i prekrije pokrovnim stakalcem. Mikroskopija pomoću 40× objektiva.
Proučavanje mobilnosti mikroorganizama
Za istraživanje se koristi kultura bakterija uzgojenih u tekućem hranjivom mediju ili suspenzija bakterija u izotoničnoj otopini natrijevog klorida.
Metoda drobljenog pada. Kap kulture se pipetira na predmetno staklo i prekrije pokrovnim stakalcem. Da bi se spriječilo stvaranje mjehurića zraka, pokrivno staklo se ivicom dovede do ruba kapi i naglo spusti. Da bi se lijek zaštitio od isušivanja, stavlja se u vlažnu komoru.
Mokra komora je Petrijeva posuda sa mokrim filter papirom na dnu. Dvije šibice se stavljaju na papir i na njih se stavlja lijek. Pokrijte šolju poklopcem.
Mikroskopija pri 40x uvećanju objektiva u tamnom polju (vidi Poglavlje 2).
Metoda visećeg pada(Sl. 8). Za pripremu lijeka potrebna vam je čaša s bunarom, pokrovno staklo i vazelin. Rubovi rupe su prekriveni tankim slojem vazelina.
Kap kulture se nanosi na pokrivno staklo. Zatim pažljivo prekrijte pokrovno staklo čašom sa rupom tako da kap bude u sredini. Zalijepljeni dijapozitivi se brzo okreću sa pokrivnim staklom okrenutim prema gore. Kap se čuva u zatvorenoj komori i dugo se čuva. Prilikom mikroskopije prvo se nađe ivica kapi pri malom uvećanju (8×), a zatim se preparat pregleda pri velikom povećanju.
Kontrolna pitanja
1. Kako pripremiti bakterijsku petlju?
2. Navedite namjene i metode fiksiranja poteza.
3. Imenujte glavne boje.
4. Koje metode se koriste za proučavanje mobilnosti mikroorganizama?
Vježbajte
1. Uzmite gotove preparate, proučite ih i skicirajte glavne oblike mikroorganizama.
2. Pripremiti briseve od različitih materijala (kultura, gnoj, krv, otisci).
3. Obojite preparate kompleksnim metodama (Gram, Ziehl-Nielsen, Ozheshko, Burri-Hins).
Sistematika i nomenklatura mikroorganizama
Brojni mikroorganizmi (bakterije, gljive, protozoe, virusi) strogo su sistematizovani određenim redom prema njihovim sličnostima, razlikama i međusobnim odnosima. Ovo je predmet posebne nauke koja se zove taksonomija mikroorganizama. Grana sistematike koja proučava principe klasifikacije naziva se taksonomija.Takson je grupa organizama ujedinjenih određenim homogenim svojstvima unutar određene taksonomske kategorije. Najveća taksonomska kategorija je kraljevstvo, a manje su potkraljevstvo, podjela, klasa, red, porodica, rod, vrsta, podvrsta itd.
Taksonomija mikroorganizama zasniva se na njihovim morfološkim, fiziološkim, biohemijskim i molekularno biološkim svojstvima. Čitav svijet mikroba podijeljen je u tri kraljevstva:
. carstvo eukariota (gljive i protozoe);
. carstvo prokariota (bakterije, rikecije, mikoplazma);
. carstvo virusa.
Eukarioti su slični biljnim i životinjskim ćelijama. Imaju površinsku membranu i intracelularni sistem elementarnih membrana koje čine endoplazmatski retikulum i Golgijev kompleks. Citoplazma eukariota sadrži formirano jezgro, mitohondrije, ribozome i niz drugih organela. Jednostavni eukarioti se razmnožavaju spolno i aseksualno.
Prokarioti su organizmi koji nemaju ograničeno jezgro, intracelularni sistem elementarnih membrana i mitohondrija, a nekima nedostaje i ćelijski zid. Razmnožavaju se jednostavnom poprečnom diobom ili pupanjem.
Jedna od glavnih taksonomskih kategorija je vrsta - skup jedinki koje imaju zajednički korijen porijekla, sličan genotip i najbliže moguće fenotipske karakteristike i svojstva.
Skup homogenih mikroorganizama izolovanih na hranljivom mediju, koji se karakterišu sličnim morfološkim, tinktorijalnim (odnos prema bojama), kulturnim, biohemijskim i antigenskim svojstvima, naziva se čista kultura.
Čista kultura mikroorganizama izolovanih iz određenog izvora i različita od ostalih pripadnika vrste naziva se soj. Soja je uži pojam od vrste ili podvrste. Blizu soju je koncept klona; klon je kolekcija potomaka uzgojenih iz jedne mikrobne ćelije.
Odluka Međunarodnog kongresa za mikroorganizme preporučila je sljedeće taksonomske kategorije: kraljevstvo, podjela, klasa, red, porodica, rod, vrsta.
Naziv vrste odgovara binarnoj nomenklaturi, odnosno sastoji se od dvije riječi. Na primjer, E. coli se piše kao Escherichia coli. Prva riječ je naziv roda, koja počinje velikim slovom, druga riječ označava vrstu i piše se malim slovom. Prilikom ponovnog pisanja vrste, generički naziv se skraćuje na početno slovo, na primjer E. Coli.
Oblici bakterija
Sve bakterije imaju određena morfološka svojstva (oblik, veličina, priroda njihove lokacije u razmazu) i tinktorijalna svojstva (sposobnost bojenja).Postoje 4 glavna oblika bakterija (slika 1.1): sferični (sferični) ili kokoidni (od grčkog kokkos - zrno); u obliku šipke (cilindrični); savijeni (spiralni); threadlike. Osim toga, postoje bakterije koje imaju trokutasti, zvjezdasti, pločasti oblik. Otkrivene su takozvane kvadratne bakterije koje u obliku sloja formiraju nakupine od 8 ili 16 ćelija.
Rice. 1.1. Oblici jednoćelijskih bakterija: a - mikrokoki; b - diplokoki; c - streptokoki; d - stafilokoki; d - sarcini; e - bakterije u obliku štapa; g - spirila; h - vibrioni
Kokoidne bakterije obično imaju oblik pravilne lopte promjera 1,0-1,5 mikrona; neke su u obliku graha, kopljastog, elipsoidnog oblika. Na osnovu prirode relativnog položaja stanica koje nastaju nakon diobe ćelije, koki se dijele u sljedeće grupe:
1. Mikrokok (od latinskog Micros - mali). Ćelije se dijele u jednoj ravni i najčešće se odmah odvajaju od majke. Nalaze se pojedinačno i nasumično (slika 1.1.a).
2. Diplococci (od latinskog diplos - dvostruko). Podjela se dešava u istoj ravni sa formiranjem parova ćelija koje imaju ili oblik graha ili kopljast (slika 1.1. b).
3. Streptokoki (od latinskog streptos - lanac). Podjela ćelija odvija se u jednoj ravni, ali ćelije koje se množe održavaju veze jedna s drugom i formiraju lance različitih dužina, koji podsjećaju na nizove perli. Mnogi streptokoki su štetni za ljude i uzrokuju razne bolesti: šarlah, upalu grla, gnojne upale itd. Na primjer, Streptococcus pyogenes (slika 1.1.c).
4. Stafilokoki (od latinskog staphyle - grozd). Ćelije se dijele u nekoliko ravnina, a nastale ćelije su raspoređene u grozdove nalik grozdovima (slika 1.1. d).
5. Tetracocci (od latinskog tetra - četiri). Podjela se događa u dvije međusobno okomite ravni sa formiranjem tetrada.
6. Sarcini (od latinskog sarcina - snop, bala). Podjela se odvija u tri međusobno okomite ravni sa formiranjem paketa (bala) od 8, 16, 32 i više jedinki. Posebno su česti u vazduhu (slika 1.1.e).
U obliku šipke (cilindrični oblici) (sl. 1.1.e). Na osnovu lokacije štapova dijele se na:
- u pojedinačne ili nasumično locirane - monobakterije. Na primjer, Escherihia coli;
- raspoređeni u parove (duž jedne linije) - diplobacili, diplobakterije. Na primjer, Pseudomonas;
- raspoređeni u lancu - streptobacili, streptobakterije. Na primjer, Bacillus.
Štapići koji formiraju spore dijele se na:
- bacili - aerobne bakterije koje stvaraju spore. Spora takvih štapića obično se nalazi centralno, a njen promjer ne prelazi širinu bakterije.
- klostridije su anaerobne bakterije koje stvaraju spore. Njihove spore se nalaze terminalno ili subterminalno. Velik je, koji rasteže membranu bakterija, a izgleda kao vreteno ili teniski reket.
Krimpovani (spiralni) oblici
Na osnovu broja i prirode kovrča, kao i prečnika ćelija, dijele se u tri grupe:1. Vibrio (od grčkog vibrio - izmigoljim se, savijam) imaju jedan zavoj, koji ne prelazi četvrtinu zavoja spirale. Na primjer, Vibrio (slika 1.1.h).
2. Spirilla (od grčkog speira - kovrča) - ćelije sa velikim prečnikom i malim (2-3) brojem kovrča. Na primjer - Spirilium minor (slika 1.1. g).
3. Spirohete (od grčkog speira - kovrča, chaita - kosa) su spiralne, pokretne bakterije.
Forme nalik na niti
Postoje dvije vrste filamentoznih bakterija: one koje formiraju privremene niti i trajne.Privremeni filamenti (ponekad sa granama) formiraju štapićaste bakterije kada su poremećeni uslovi za njihov rast ili regulaciju deobe ćelija (mikobakterije, korinebakterije, kao i rikecije, mikoplazme, mnoge gram-negativne i gram-pozitivne bakterije). Kada se uspostavi mehanizam regulacije diobe i normalni uvjeti rasta, ove bakterije vraćaju svoju uobičajenu veličinu.
Trajni filamentozni oblici formiraju se od ćelija u obliku štapa, povezanih u dugačke lance ili pomoću sluzi, ili omotača, ili mostova (bakterije sumpora, bakterije gvožđa).
Za proučavanje tinktorijalnih svojstava mikroorganizama i njihove morfologije koriste se anilinske boje (bazne, kisele i neutralne).
Najviše se koriste osnovne boje: metilen plava, osnovna magenta, gentian violet, vesuvin, krizoidin itd. Neutralne (neutralno crvena) i kisele (eozin) boje se rjeđe koriste. Od ovih boja pripremaju se alkoholni, vodeno-alkoholni i vodeni rastvori. U nekim slučajevima, kako bi se povećala moć bojenja otopine, dodaju joj se jedilice, na primjer, karbonska kiselina, alkalije itd.
Da bi se odredio oblik bakterija i njihov relativni položaj u razmazu, koriste se jednostavne metode bojenja, tj. bojenje se vrši jednom bojom, a bris se boji jednom bojom. Na primjer, metilensko plavo. Ovo bojenje omogućava bolje prepoznavanje oblika u obliku graha i uparenog rasporeda koka.
Da bi se proučila struktura bakterijske stanice i identificirale značajke njene strukture, koriste se složene metode bojenja, koje uključuju niz boja, jedila i tvari za razlikovanje. Kompleksne metode bojenja uključuju metode Gram, Nesser, Ozheshko, itd.
L.V. Timoschenko, M.V. Chubik
FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE
Državna obrazovna ustanova
visoko stručno obrazovanje
"DRŽAVNI UNIVERZITET PENZA" (PSU)
MEDICINSKI INSTITUT
MIKROBIOLOŠKA RADNA KNJIGA
Dio 1
Opća mikrobiologija
N.N. Mitrofanova
V.L. Melnikov
Metodički priručnik „Radna sveska iz mikrobiologije“ sačinjen je u skladu sa programom za studente 2. godine specijalnosti „Stomatologija“ iz mikrobiologije i virusologije 2011. godine.
Pripremljeno na Katedri za mikrobiologiju, epidemiologiju i infektivne bolesti Medicinskog instituta PSU.
Priručnik predstavlja metodologiju izvođenja praktičnog rada iz mikrobiologije za studente medicinskih univerziteta.
Lekcija br. 1 Datum______________
Predmet: BAKTERIOLOŠKI LABORATORIJ I OPREMA RADNIH MJESTA. PRAVILA RADA I PONAŠANJA U LABORATORIJI. VRSTE MIKROSKOPA. METODE MIKROSKOPIJE. MORFOLOGIJA BAKTERIJA, PROUČAVANJE OSNOVNIH OBLIKA BAKTERIJA. METODE BOJENJA BAKTERIJA.
Cilj: Naučite i naučite se pridržavati pravila protuepidemijskog režima i sigurnosnih mjera opreza u bakteriološkoj laboratoriji. Naučite kako da pripremite fiksni preparat, obojite ga jednostavnom metodom i proučite pomoću imerzionog mikroskopa. Upoznati metode intravitalnog proučavanja morfologije mikroorganizama.
Glavna pitanja o kojima se govori u lekciji:
1. Predmet i ciljevi medicinske mikrobiologije
2. Istorija razvoja mikrobiologije.
3. Osnovni principi klasifikacije mikroorganizama.
4. Oprema i način rada bakteriološke laboratorije
5. Vrste mikroskopa i mikroskopske metode
6. Struktura mehaničkog i optičkog dijela mikroskopa.
7. Osobine bakterijske morfologije
8. Osobine morfologije gljiva, aktinomiceta, rikecija, spiroheta, mikoplazme i klamidije
9. Koncept jednostavnih i složenih metoda slikanja..
10. Principi klasifikacije mikroorganizama.
BAKTERIOLOŠKI LABORATORIJ
Laboratorija - ________________________________________________________________
PBA - _______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
Zahtjevi za bakteriološke laboratorije:
5_________________________________________________________________
Grupe uzročnika zaraznih bolesti:
1_________________________________________________________________
2_________________________________________________________________
3_________________________________________________________________
4_________________________________________________________________
Bakteriološka laboratorijska oprema
| Ime | Svrha |
VRSTE MIKROSKOPA.
Rezolucija objektiva (Z) - ___________________________________ _____________________________________________________________________
Abbeova formula
gdje je λ talasna dužina izvora zračenja koji se koristi za osvjetljavanje preparata;
P - indeks prelamanja medija između predmeta i prednjeg sočiva sočiva;
I- ugao otvaranja koji formiraju ekstremni zraci koji ulaze u sočivo.
Numerički otvor objektiva - ________________________________________________
__________________________________________________________________
Snaga uvećanja mikroskopa -_______________________________________
__________________________________________________________________
Imerzioni mikroskop.
Imerzioni mikroskop se razlikuje od konvencionalnog svjetlosnog mikroskopa -
____________________________________________________________________
Ulje za potapanje je neophodno za ___________________________________
Abbe kondenzator je potreban za _______________________________________
Mikroskop tamnog polja.
Mikroskop tamnog polja razlikuje se od običnog svjetlosnog mikroskopa___
Fazni kontrastni mikroskop.
Princip rada_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
Mikroskop faznog kontrasta razlikuje se od običnog svjetlosnog mikroskopa.
Luminescencijski mikroskop.
Princip rada_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________
Fluorescencijski mikroskop se razlikuje od običnog svjetlosnog mikroskopa.
______________________________________________________________________
Zaključak(područja primjene različitih tipova mikroskopa)
_____________________________
Morfologija bakterija- veličina, oblik i relativni položaj bakterijskih ćelija.
Faze pripreme fiksnog razmaza
Priprema stakla
· Priprema razmaza
Sušenje
Fiksacija
Jednostavne metode bojenja su metode zasnovane na upotrebi jedne boje.
Bojenje preparata na jednostavan način.
1_________________________________________________________________
