Poglavlje 1. MORFOLOGIJA I KLASIFIKACIJA MIKROORGANIZAMA

Morfologija mikroorganizmi proučavaju oblik i strukturne karakteristike ćelija, sposobnost kretanja, formiranja spora, metode razmnožavanja, itd. Prema savremenim konceptima, svi živi organizmi sa ćelijskom strukturom dijele se na dva nadcarstva: prokariote i eukariote (grčki „karyon” - jezgro). Organizmi koji nemaju ćelijsku strukturu čine treće nadkraljevstvo - akariote (na primjer, virusi). Prokarioti uključuju samo jedno carstvo - bakterije, uključujući cijanobakterije (plavo-zelene alge). Eukarioti uključuju tri carstva: životinje, biljke i gljive.

Rice. 1. Oblici bakterija:

A- sferni; b - u obliku štapa; V- savijena; 4- filamentozna; d- nove forme- 1 - mikrokoke; 2 - streptokoki; 3 - diplokoke i tetrakoke;... 4 - stafilokoke; 5 - sardine; b - štapići bez spora; 7 - štapići sa sporama; 8"-vibrio; 9 - spirilla; 10 - spirohete; //- toroidi; 12 - bakterije koje stvaraju mrlje; 13 - vermiform"; 14 - hexagonal

Podjela živih organizama na prokariote i eukariote temelji se prvenstveno na strukturnim karakteristikama njihovog nuklearnog aparata. Elektronskim mikroskopom je utvrđeno da bakterijama nedostaje pravo jezgro, pa su ih nazvali prokarioti, odnosno "prednuklearni" organizmi. Poznato je da je osnova nuklearnog aparata deoksiribonukleinska kiselina (DNK), čija molekula ima oblik dvostrukog spiralnog lanca. Nuklearni aparat prokariota uključuje molekulu DNK u obliku lanca zatvorenog u prsten, koji se nalazi direktno u citoplazmi. Nuklearni aparat prokariota naziva se nukleoid, što na latinskom znači "poput jezgre". Eukarioti imaju pravo jezgro sa nukleolom okruženom nuklearnom membranom. DNK se nalazi unutar jezgra. Uz ovu glavnu osobinu, postoje mnoge specifičnosti u strukturi i metabolizmu prokariota.

Glavni objekti tehničke mikrobiologije su bakterije, filamentozne gljive i kvasac, koji uglavnom čine i korisnu i nepoželjnu mikrofloru proizvodnje hrane.

PROKARIOTI (BAKTERIJE)

U svijetu mikroorganizama, bakterije zauzimaju vodeće mjesto po brojnosti (oko 4000 vrsta) i raznovrsnosti hemijskih transformacija koje vrše. Većina bakterija su jednoćelijski organizmi, ali postoje i višećelijski.

Oblik i veličina bakterija. Jednoćelijske bakterije se prema izgledu dijele u tri glavne grupe: sferne, štapićaste i uvijene (Sl. 1).

Kuglaste bakterije - koke (sl. \,A) može biti samac - mikrokoke ili spojeni u paru - diplococci.Često se, prilikom dijeljenja, stanice iz ovog ili onog razloga ne razilaze i formiraju različite kombinacije, koje ovise o mjestu dijeljenja septuma. Kada se razdjelne pregrade nalaze u dvije međusobno okomite ravnine, formiraju se grupe koje se sastoje od četiri ćelije - Tetracocci. Prilikom podjele u tri međusobno okomite ravni, formiraju se grozdovi nalik paketima, koji se sastoje od osam do šesnaest koka, tzv. Sarcins. Kada se koke dijele u različitim smjerovima, formiraju se nakupine stanica koje podsjećaju na grozdove - stafilokoka. Ako se podjela koka dogodi u jednom smjeru i ne odvoje se, tada se formiraju lanci ćelija - streptokoke. Ove kombinacije nisu ekvivalentne višećelijskim mikroorganizmima, jer je svaka ćelija u njima zaseban organizam sposoban za samostalno postojanje nakon odvajanja od drugih ćelija.

Rice. 2. aktinomicete:

A- micelijum; b - nosi spore

Bakterije u obliku štapa (Sl. 1, b) imaju oblik izduženog cilindra, mogu biti pojedinačni ili spojeni u paru, kao i u obliku lanaca od tri ili više ćelija. Odnos dužine ćelije i njenog prečnika jako varira među njima. Kratki štapići su samo nešto duži od poprečnog presjeka i ponekad ih je prilično teško razlikovati od koka. Bakterije u obliku štapa su najbrojnija grupa bakterija.

Twisted (sl. 1, V) Postoje tri vrste bakterija: vibrije- štapići zakrivljeni u obliku zareza; spirila, ima nekoliko pravilnih lokni, i spirohete, imaju izgled malih spirala sa brojnim uvojcima.

Pored ovih najčešćih oblika bakterija u prirodi postoji mali broj filamentoznih oblika (sl. 1, G). Oni su višećelijski organizmi u obliku filamenata koji se sastoje od identičnih ćelija cilindričnog ili diskastog oblika.

Relativno nedavno, u tlu i vodenim tijelima otkriveni su novi oblici bakterija, čije stanice imaju oblik otvorenog ili zatvorenog prstena (toroidi), šesterokutne zvijezde, rozete, kao i ćelije s izraslinama (jednostavne) i crvolik oblik (sl. 1, d).

Rice. 3. Šema strukture bakterijske ćelije: 1 - kapsula; 2 - ćelijski zid; 3 - citoplazmatska membrana; 4 - citoplazma; 5 - mezozomi; 6 - ribozomi; 7 - granule polisaharida; 8 - nukleoid; 9 - inkluzije sumpora; 10 - masne kapi; 11 - polifosfatne granule; 12 - formacije intraplazmatske membrane; 13 - bazalno tijelo; 14 - flagella

Bakterije uključuju još jednu, posebnu grupu mikroorganizama - aktinomicete. Njihove ćelije uglavnom izgledaju kao vrlo tanki, dugi, ravni, razgranati filamenti (slika 2).

Veličine bakterija su zanemarive, presjek stanica većine bakterija ne prelazi 0,5-0,8 mikrona, prosječna dužina štapićastih bakterija je od 0,5 do 3 mikrona. Filamentne bakterije su mnogo veće - ne-

koji su dužine 15-125 mikrona i prečnika 5-35 mikrona. Dužina ćelija spirohete može doseći 500 mikrona. Najmanji mikroorganizmi - mikoplazme, koji nemaju ćelijski zid, imaju veličinu od 0,1-0,15 mikrona.

Prosječna zapremina bakterijske ćelije je 0,07 µm 3, njena težina je 5-10 ~ 12 g. 1 mm 3 može sadržati do 10 9 bakterijskih ćelija.

U proizvodnji hrane, sferične i štapićaste bakterije su od primarnog značaja.

Struktura, hemijski sastav i funkcije ćelijskih struktura bakterijskih (prokariotskih) ćelija. Bitne ćelijske strukture u velikoj većini bakterija su: ćelijski zid, citoplazmatska membrana (CP*M), nuklearni aparat (nukleoid) i ribozomi (slika 3).

Spoljašnja strana ćelije je prekrivena žilavicom ćelijski zid. Daje oblik ćeliji, štiti je od štetnih vanjskih termičkih i mehaničkih utjecaja i štiti ćeliju od prodiranja viška vode u nju. Kod nekih bakterija, na vanjskoj površini ćelijskog zida, kapsule ili sloj sluzi. Kapsula se najčešće sastoji od polisaharida (dekstran, levan), rjeđe od polipeptida. Kapsula je opciona struktura bakterijske ćelije. Ponekad kapsule služe kao izvor rezervnih nutrijenata. Na primjer, kapsule polisaharida formiraju se u leukonostočnim stanicama na podlozi sa značajnom količinom ugljikohidrata.

Na osnovu hemijskog sastava i strukture ćelijskog zida, bakterije se dele u 2 velike grupe: gram-pozitivna I gram negativne bakterije(Tram+ i Gram -).

gis. *. dio problema zgrade stanične stijenke gram-pozitivnih i gram-negativnih bakterija

Ime su dobili po danskom naučniku Christianu Gramu, koji je predložio posebnu metodu za bojenje bakterija (Gram mrlja). Nakon bojenja, bakterijski preparat se tretira alkoholom ili acetonom, zbog čega Gram - bakterije postaju obojene, dok Gram + bakterije zadržavaju tamnoljubičastu boju. Boja po Gramu je važna za klasifikaciju bakterija.

I Gram + i Gram - bakterije imaju krutost

- ĆELIJSKI ZID Zbog prisustvo polimernog jedinjenja

mišljenja peptidoglikan(murei-na), ali kod Gram+ bakterija njegova količina je mnogo veća (do 90-95% supstanci ćelijskog zida), au Gram - 5-10%. Peptidoglikanski sloj Gram+ bakterija je usko uz CPM (slika 4).

Osim toga, ćelijski zidovi Gram+ bakterija sadrže i druge polimere - teihoične kiseline, koji se, poput peptidoglikana, nalaze samo u prokariotima i ne nalaze se u eukariotima. Ćelijski zid Gram+ bakterija sadrži male količine polisaharidi. Kod Gram+ bakterija ćelijska stijenka je debljine 20-80 nm, jednoslojna je i gusta.

Ćelijski zid Gram bakterija je mnogo tanji - 10-13 nm, ali je višeslojan. Peptidoglikan formira samo unutrašnji sloj, labavo uz CPM. Uz unutrašnji sloj nalazi se vanjska membrana koja se sastoji od lipoproteini I lipopolisaharidi. U ćelijskom zidu Gram bakterija nema teihoične kiseline.

Vanjska membrana Gram bakterija sprječava prodiranje toksičnih tvari u ćeliju, pa su Gram bakterije znatno otpornije na djelovanje antibiotika, toksičnih kemikalija i drugih tvari u odnosu na Gram+ bakterije. Stoga u proizvodnji hrane borba protiv Gram bakterija korištenjem dezinficijensa nije uvijek efikasna.

Citoplazmatska membrana(CPM) se nalazi ispod ćelijskog zida, ograničava sadržaj ćelije i igra veoma važnu ulogu u životu ćelije. Kršenje njegovog integriteta dovodi do smrti ćelije. Hemijski, CPM je proteinsko-lipidni kompleks koji se sastoji od proteina (50-75% mase CPM), lipida (uglavnom fosfolipida - 15-45%) i male količine ugljikohidrata. CPM ima pore kroz koje nutrijenti ulaze u ćeliju, a krajnji produkti metabolizma se izlučuju.

Pošto je kod prokariota CPM jedina membranska struktura u ćeliji, za razliku od eukariota, on obavlja mnoge funkcije: transportuje hranljive materije iz spoljašnje sredine u ćeliju koristeći specifične proteine ​​nosače; na unutrašnjoj strani CPM-a nalaze se redoks enzimi uključeni u opskrbu ćelije energijom i hidrolitički enzimi koji razgrađuju visokomolekularne spojeve. Kod nekih bakterija, CPM formira invaginacije u ćeliju - mezozomi, imaju različite oblike i veličine i obavljaju različite funkcije (učestvovanje u energetskim procesima, procesima diobe stanica, procesu reprodukcije itd.).

Citoplazma- ovo je unutrašnji sadržaj ćelije, okružen CPM-om, koji je polutečni koloidni sistem. Sadrži vodu do 70-80% ćelijske mase, enzime, aminokiseline, set RNK, supstrate i metaboličke produkte ćelije. Citoplazma sadrži preostale vitalne strukture ćelije - nukleoid, ribozome, kao i skladišne ​​supstance različite prirode.

Nukleoid je nuklearni aparat prokariota. Ovo je kompaktna formacija koja zauzima središnji dio u citoplazmi, a sastoji se od dvostrukog spiralnog lanca DNK zatvorenog u prsten, koji se također naziva bakterijski hromozom. Bakterijski hromozom u jednom trenutku dolazi u kontakt sa mezozomom. Kada se rasklopi, lanac DNK može biti duži od 1 mm, odnosno skoro 1000 puta duži od bakterijske ćelije. Sve genetske informacije kod prokariota, kao i kod eukariota, sadržane su u DNK, stoga je funkcija nukleoida da prenosi nasljedna svojstva. Prije diobe ćelije, nukleoid se dijeli na pola. Nuklearni aparat prokariota nema jezgro i nije odvojen od citoplazme nuklearnom membranom, kao što je slučaj kod eukariota.

Ribosomi- male granule rasute u citoplazmi, koje se sastoje od RNK (60%) i proteina (40%). Oni igraju vrlo važnu fiziološku ulogu, jer se na njima odvija sinteza proteina. U mladim ćelijama uočen je povećan sadržaj ribozoma.

U bakterijskim ćelijama, pored obaveznih ćelijskih struktura, postoje uključivanje rezervnih supstanci. Akumuliraju se kada postoji višak određenih nutrijenata u okolini, a troše se kada ćelija gladuje. Supstance za skladištenje bakterijskih ćelija uključuju polisaharidi, uključujući glikogen, škrob i granulozu; masne kapi, koji sadrže lipide (masti) u obliku poli-p-hidroksimaslačne kiseline, koja se sintetizira u medijima bogatim ugljikohidratima. Poli-p-hidroksimaslačna kiselina nalazi se samo u prokariotima i njena količina može dostići 50% suhe mase ćelija. Granuloza i lipidi služe kao dobar izvor ugljika i energije za ćeliju. Kod mnogih prokariota, polifosfati se akumuliraju u njihovim ćelijama u obliku granula, koje se nazivaju i zrnca valute ili metahromatina. Koriste ih ćelije kao izvor fosfora.

Rice. 5. Dijagram priloga

1 - ćelijski zid; 2 - cito-

plazma membrana; 3 -

membrana flagele; 4 -diskovi

osnova; 5 - flagella

U stanicama nekih bakterija uključenih u transformacije sumpora, molekularni sumpor se taloži u obliku posebnih inkluzija.

Pokretljivost bakterija. Sposoban

Otprilike 50% bakterija je sposobno za kretanje. To su uglavnom mnogi štapićasti i svi uvijeni oblici bakterija. Gotovo sve sferne bakterije (koke), više od 50% štapićastih bakterija i niz drugih su nepokretne.

Najčešće se kretanje vrši pomoću flagella(vidi sliku 3) - tanke niti debljine 10-20 nm, koje se sastoje od posebnog proteina flagellina. Dužina flagele može biti mnogo puta veća od dužine ćelije. Flagele (sl. 5.) su pričvršćene za membranu pomoću dva para bazni diskovi a kroz pore u njemu i ćelijski zid izlaze. Brzina kretanja bakterija With upotreba flagella je visoka (20-60 µm/s).

Priroda rasporeda flagela na površini ćelije jedan je od znakova klasifikacije bakterija (slika 6). Njihov broj može biti od 1 do 100. Bakterije koje imaju jedan bičak na kraju ćelije nazivaju se monotrichs; sa snopom flagela na jednom ili oba kraja ćelije - lofotri*hami; po jedan flagelum na oba kraja - amphirichs. Bakterije kod kojih bičevi pokrivaju cijelu površinu ćelije nazivaju se peritrihs. Flagele omogućavaju aktivno kretanje ćelija samo u tečnom mediju, a kada se flagele izgube zbog starenja ili mehaničkog stresa, ćelije gube sposobnost kretanja, ali zadržavaju vitalnost.

Pokretni oblici također uključuju spirohete, neke filamentozne (višećelijske) i druge bakterije koje to ne čine. flagella. Spirohete se mogu kretati i u tečnom mediju i na čvrstoj podlozi kao rezultat talasnih kontrakcija ćelije. Filamentne bakterije, cijanobakterije i druge imaju klizni tip kretanja duž čvrstih i polučvrstih supstrata.

Sposobnost kretanja omogućava bakterijama da se kreću u ono područje okoline u kojem su najoptimalniji uvjeti za njihov rast i razmnožavanje (koncentracija hranjivih tvari i kisika u okolini, svjetlost i sl.).

Rice. 6. Položaj flagela kod pokretnih oblika bakterija: A- monotrich; b - amfitrih; V- lophotrichus; G - peritrichus

Rast i razmnožavanje bakterija. Glavna odlika živih organizama od nežive prirode je rast i razmnožavanje. Visina je fiziološki proces tokom kojeg se povećava veličina i masa ćelije. Rast bakterijske ćelije je ograničen i, dostigavši ​​određenu veličinu, prestaje rasti. Proces počinje reprodukcija, tj. povećanje broja jedinki (ćelija) kada se ćerka ćelija odvoji od matične ćelije.

Većina bakterija se razmnožava jednostavnim dijeljenjem na dva dijela. Ova metoda reprodukcije se zove binarna poprečna podjela. U velikoj većini Gram+ bakterija, ćelije se dijele točno na pola pomoću septa(poprečni septum). Na suprotnim stranama unutrašnjeg dijela ćelijskog zida formiraju se dvije izbočine, koje rastu jedna prema drugoj (od periferije prema centru), na istim mjestima CPM formira mezozome (invaginacije). Enzimi smješteni u mezozomima sintetiziraju materijal stanične stijenke. Transverzalni septum se u početku formira od CPM-a i peptidoglikana; vanjski slojevi se sintetiziraju kasnije.

Ćelije većine Gram bakterija dijele se formirajući suženje. U sredini ćelije na jednoj strani CPM-a Ićelijski zid se postepeno savija dok se ne spoji sa suprotnom ćelijskom površinom. Formiranju poprečnog septuma ili suženja prethodi dioba DNK, uslijed koje po jedan nukleoid ulazi u svaku ćerku ćeliju.

Uglavnom se razmnožavaju aktinomiceti egzospore(vanjske spore), koje se formiraju pojedinačno ili u lancima na krajevima spora gif- nosioci spora, imaju najrazličitije oblike (vidi sliku 2). Postoje i druge metode reprodukcije.

Formiranje endospora. Sposobnost obrazovanja endospore(unutrašnje spore) posjeduju samo neke Gram+ bakterije u obliku štapića. Pošto se u svakoj ćeliji formira samo jedna spora, sporulacija nije moguća.

Rice. 7. Vrste sporulacije u bakterijama:

A- bacilarni; b- klostridijski; c - plektridijski

reprodukciju, i stadij mirovanja ćelije da izdrži nepovoljne uslove. Spore nastaju tokom gladovanja, kada postoji višak metaboličkih proizvoda ili kada temperatura, vlažnost i pH ne odgovaraju njihovim optimalnim vrednostima za razvoj ove vrste bakterija.

Postoje tri vrste sporulacije (slika 7). Ako se, kada se spora formira u centru ćelije, njen oblik ne promeni, onda se ova vrsta sporulacije naziva bacilarno; karakterističan je za predstavnike roda Vaschis. Ako se ćelija u sredini zadeblja i poprimi izgled vretena, tada se ova vrsta sporulacije naziva klostridijski. Ponekad se spora formira bliže kraju ćelije i tada ćelija poprimi izgled teniskog reketa - ova vrsta sporulacije se naziva plektridijski(Sl. 7). Klostridijski i plektridijski tipovi sporulacije karakteristični su za bakterije roda Cloz1:ps1st.

Sporulacija je složen proces usled kojeg u ćeliji nastaje endospora, koja se po strukturi i hemijskom sastavu razlikuje od vegetativne ćelije (Sl. 8). Endospora ima vanjsku i unutrašnju membranu između kojih se nalazi korteks(kora), po hemijskom sastavu slična ćelijskom zidu vegetativne ćelije. Višeslojni omotači spora formiraju se na vrhu vanjske membrane, koji se uglavnom sastoje od proteina. Neke bakterije formiraju drugi sloj na vanjskoj strani spora - egzosporij, koji se sastoje od lipida i proteina.

Tokom sporulacije dolazi do nakupljanja specifične supstance - dipikolinske kiseline, koja je odsutna u vegetativnoj ćeliji, kao i jona kalcijuma. Proces stvaranja spora traje * nekoliko sati. Jednom kada se spora formira, membrana i drugi dijelovi ćelije se uništavaju i spora se oslobađa.

Rice. 8. Šema strukture bakterijske spore:

/ - nukleoid; 2 - citoplazma; 3 - unutrašnja membrana; 4 - korteks; 5 - vanjska membrana; 6 - poklopci koji se sastoje od više slojeva; 7 - egzosporijum

Spore su neobično otporne na temperaturu, na primjer, spore uzročnika teškog trovanja hranom - botulizma - mogu izdržati zagrijavanje do 100 ° C 5-6 sati.Spore mogu izdržati sušenje, izlaganje ultraljubičastim zracima, otrovne tvari , itd. Otpornost spora je zbog činjenice da su njihove kože teško prožimajuće i da sadrže mnogo lipida, kao i dipikolinske kiseline i kalcijuma. Aktivnost enzima u njima je potisnuta. Visoka otpornost spora na toplinu je posljedica njihovog malog sadržaja vode, koji štiti proteine ​​od denaturacije na visokim temperaturama.

Bakterijske spore mogu ostati održive desetinama ili čak stotinama godina. Jednom u povoljnim uslovima, spora upija vodu i nabubri, smanjuje se njena termička stabilnost, povećava se aktivnost enzima, pod čijim uticajem se membrane rastvaraju, a spora prerasta u vegetativnu ćeliju.

Kvarenje hrane uzrokuju samo vegetativne bakterijske stanice. Stoga je potrebno poznavati uvjete koji pospješuju stvaranje spora i njihovo klijanje u vegetativne stanice kako bi se pravilno odabrala metoda obrade prehrambenih proizvoda kako bi se spriječilo njihovo kvarenje pod utjecajem bakterija.

Principi klasifikacije bakterija. Trenutno ne postoji tipična klasifikacija bakterija, iako je rad na njenom stvaranju u toku. Klasifikacija svih živih bića se skoro u potpunosti zasniva na direktno uočljivim i lako odredivim morfološkim karakteristikama organizama.U bakterijama, zbog malog broja njihovih morfoloških karakteristika, nemoguće je napraviti opšteprihvaćenu klasifikaciju i potrebne su dodatne karakteristike.

Osim toga, organizme, u skladu sa osnovnim principima klasifikacije živih bića, treba poredati u redove od najjednostavnijih do najsloženijih, odnosno kako je tekao njihov postepeni razvoj (evolucija). Ova klasifikacija organizama je prirodno. Najmanja jedinica klasifikacije je pogled- grupa organizama obdarenih zajedničkim stabilnim karakteristikama i koji potiču od zajedničkog pretka. Blisko srodne vrste su grupisane u višu sistematsku jedinicu - rod; bliski porođaji - in porodice, porodice - u naređenja ili odreda, narudžbe - u casovi, i časovi - u vrste.

Međutim, mikrobiolozi trenutno nemaju dovoljno znanja o evoluciji bakterija. Stoga je većina postojećih klasifikacija bakterija vještački. Vještačke klasifikacije imaju za cilj da odrede određenu grupu mikroorganizama koja je od praktičnog interesa za istraživača.

Naučni nazivi mikroorganizama sastoje se od dvije latinske riječi: prva se piše velikim slovom i označava rod, druga se piše malim slovom i označava vrstu tog roda. Na primjer: Bacchis zyMths (bacillus hay) je bakterija koja pripada rodu Bacchis, u obliku štapa, formira endospore bacilarnog tipa, koja stalno živi na sijenu.

Za klasifikaciju bakterija uglavnom se koriste sljedeće karakteristike: morfološki(oblik ćelije, prisustvo i lokacija flagela, način razmnožavanja, bojenje po Gramu, prisustvo endospora); fiziološki(odnos prema uticaju temperature, pH, kiseonika, vrste ishrane, načina dobijanja energije, prirode nastalih proizvoda); kulturnim(priroda rasta na različitim hranjivim podlogama bakterijskih kultura u masi, a ne u obliku pojedinačnih ćelija: na tekućim medijima to je prisutnost filma, zamućenja, sedimenta; na čvrstim medijima - vrsta kolonija i njihove karakteristike ).

Posljednjih godina postala je prepoznatljiva klasifikacija bakterija koju je predložio R. Murray 1978. Ovo je umjetna klasifikacija zasnovana na strukturi ćelijskog zida. Sve bakterije koje karakterizira struktura ćelijskog zida slična onoj kod Gram+ bakterija svrstane su u odjeljak Tchgtaci1.ez*. Drugi odjel - Ogastiles - objedinjuje sve bakterije koje imaju ćelijski zid karakterističan za Gram bakterije. Treća podjela objedinjuje posebne oblike bakterija kojima nedostaje pravi stanični zid; ne igraju ulogu u proizvodnji hrane i stoga se neće uzeti u obzir. Bakterije koje su važne u proizvodnji hrane spadaju u prva dva odeljka.

Odjel za r1gtaci1es. Uključuje 4 grupe; Podjela na grupe temelji se na obliku ćelija i sposobnosti formiranja endospora i egzospora. To su koke, dvije grupe štapićastih bakterija, aktinomicete i srodni organizmi.

Koke karakterizira okrugli oblik; ćelijska dioba se događa u jednoj ili više ravnina i formiraju se različite kombinacije stanica; koke su nepokretne i ne stvaraju endospore. Mnogi mikrokoki su uzročnici kvarenja hrane, leukonostok je štetočina u proizvodnji šećera; neki stafilokoki, razvijajući se u prehrambenim proizvodima, proizvode otrovne tvari

* Od lat. "kožica" - koža, "firma" - čvrsta, "gratia" - graciozna.

tvari (toksini) i izazivaju trovanje hranom. Ovo* uključuje i streptokoke mlečne kiseline, koji se koriste u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda, margarina, putera itd.

Druga grupa su štapići koji formiraju endospore. To uključuje jednu porodicu, čiji su predstavnici veoma rasprostranjeni u prirodi. To su pojedinačni štapovi povezani u lance, mnogi od njih su pokretni i imaju peritrihične flagelacije. Štapići formiraju endospore bacilarnog tipa (rod Bacchis) i klostridijalnog ili plektridijskog tipa (rod ClosxrMst). Mnogi su uzročnici kvarenja hrane (na primjer, truležne bakterije maslačne kiseline). Brojni su uzročnici zaraznih bolesti (antraks, tetanus) i trovanja hranom - botulizam.

Treća grupa su štapići koji ne formiraju endospore. Oni uključuju samo jednu porodicu, koja uključuje rod Lactobacus. To su štapićaste bakterije mliječne kiseline koje ne stvaraju spore*. Češće su to pojedinačni dugi i tanki štapovi, ponekad kratki štapovi u lancima. Oni su štetnici u procesima fermentacije. Koriste se u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda, sirarstvu, kiseljenju povrća i pekarstvu.

Četvrta grupa su aktinomiceti i srodni organizmi. Aktinomiceti su posebna grupa bakterija, koje su duge tanke razgranate niti bez pregrada, tzv. hife,čije preplitanje formira micelijum. Donji dio micelija, koji urasta u supstrat, naziva se supstratni micelij i služi za obezbjeđivanje ishrane organizma, gornji dio micelija se izdiže iznad supstrata i naziva se vazdušni micelijum. Aktinomiceti se razmnožavaju egzosporama koje se formiraju u nosačima spora. Neki od aktinomiceta su kratki, razgranati štapići. Pronađeni na prehrambenim proizvodima, mogu uzrokovati kvarenje, pri čemu hrana dobija izrazit zemljani miris. Postoje i patogene vrste (bacili tuberkuloze i difterije). Aktinomiceti su glavni proizvođači antibiotika proizvedenih u industrijskom obimu, kao i vitamina B (B b 2, B 3, B 6, B 1 2).

Podjela (3g ahišeza. Svi predstavnici Gram bakterija ne formiraju spore i oštro se razlikuju po sposobnosti razvoja na svjetlosti i bez nje. Bakterije koje se nalaze u proizvodnji hrane su indiferentne na svjetlost. Razlikuju se po obliku ćelija i načinu kretanja U broju predstavnika

* Uprkos činjenici da su predstavnici ovog roda štapići koji ne formiraju spore, u naučnoj literaturi zadržavaju stari naziv Lacto-Lacchis.

lords I značaj u prirodi i životu ljudi, najzanimljivije od njih su pseudomonade i enterobakterije.

Od pseudomonada najvažniji za proizvodnju hrane je ekstenzivni rod Pseudomonas. To su pojedinačni pokretni štapovi s jednom ili gomilom polarnih flagela (monotrihi i lofotrihi). Pseudomonas je veoma rasprostranjen V prirode, aktivno učestvuju u ciklusu supstanci, često se nalaze u vodnim tijelima i tlu kontaminiranom raznim jedinjenjima, poput pesticida, a također sudjeluju u njihovoj razgradnji. Mnoge pseudomonade stvaraju fluorescentne pigmente koji se oslobađaju u okolinu i uzrokuju kvarenje prehrambenih proizvoda (neke truležne, oksidirajuće masti i druge bakterije).

U gram štapiće spadaju i bakterije octene kiseline iz rodova Acetobae (er (peritrih) i Dicopobaciler (mono-trichs), koje se koriste u proizvodnji octa. Mnoge od njih su štetnici u industriji fermentacije.

U proizvodnji hrane, najvažnija grupa crijevnih bakterija su Enterobacteriaceae. To su pojedinačni pokretni štapovi, peritrihi, ali postoje i stacionarni oblici. Neki od njih stalno naseljavaju crijeva ljudi i životinja (na primjer, E. coli), drugi su uzročnici zaraznih gastrointestinalnih bolesti (dizenterija, trbušni tifus, paratifus) koje se prenose prehrambenim proizvodima, kao i uzročnici trovanja hranom .

Na str. 20.

EUKARIOTI (MICELIJNE GLJIVE I kvasac)

Jedno od tri kraljevstva koja pripadaju nadkraljevstvu, eukarioti, su gljive. Ranije se vjerovalo da gljive zauzimaju srednju poziciju između biljnog i životinjskog carstva, jer ih niz karakteristika približava i životinjama i biljkama. Ali trenutno su gljive klasifikovane u posebno carstvo Myco1a. Ova velika i raznolika grupa organizama uključuje do 100 hiljada vrsta.

Gljive su rasprostranjene u prirodi. Žive u različitim klimatskim zonama od tropa do Arktika, a posebno su brojni u tlima, uključujući i visokoplaninska, na biljkama; Nalaze se u slatkim i slanim vodama, na mjestima s visokom vlažnošću itd. Gljivama su potrebne organske tvari za svoj razvoj.

Među gljivama postoje organizmi koji se razvijaju iz organskih supstanci mrtvih organizama; učestvuju u kruženju supstanci u prirodi. Ali ima i takvih

Rice. 9. Micelijum gljiva:

A- unseptate; b - pregrada

koji mogu postojati samo u živim organizmima i uzrokovati njihove bolesti. Neke od gljiva proizvode otrovne tvari - mikotoksini. Mnoge gljivice uzrokuju kvarenje hrane i oštećenje raznih proizvoda i materijala, neke čak mogu rasti na optičkim površinama gdje postoji mala količina maziva. Oni koriste lubrikant i uzrokuju zamućenje sočiva. Ali gljive imaju i važan praktični značaj; mnoge od njih se jedu, koriste u proizvodnji etilnog alkohola, organskih kiselina, enzima, antibiotika, vitamina, nekih vrsta sireva itd.

Filamentozne gljive. Carstvo gljiva podijeljeno je u sedam klasa, ali su predmeti proučavanja mikrobiologije uglavnom tri, uključujući filamentozne gljive - zigomicete (ranije zvane plijesni), askomicete i deuterijum.

Oblik i dimenzije. Ćelije filamentoznih gljiva imaju izduženi oblik u obliku filamenata (hifa), čije dimenzije dosežu do 5-30 mikrona u promjeru, što znatno premašuje veličinu bakterijske ćelije.

Preplitanje hifa formira tijelo gljive - micelijum, ili micelijum(Sl. 9). Većina hifa se razvija iznad površine supstrata (zračni micelij), na kojem se nalaze reproduktivni organi, a dio - u debljini supstrata (micelij supstrata). Hife većine filamentoznih gljiva su višećelijske; njihove ćelije imaju poprečne pregrade - septa Takav micelij naziva se septat, nalazi se kod askomiceta i deuteromiceta. Micelij zigomiceta je neseptatan i sastoji se od jedne džinovske ćelije sa nekoliko jezgara. Hife rastu uz apikalne ćelije, a ćelije hifa nisu ujednačene po dužini.

Neke gljive se formiraju u određenoj fazi razvoja plodna tijela, unutar kojih se nalaze organi raznih

Rice. 10. Dijagram strukture gljive

1 - ćelijski zid; 2 - jezgro; 3 - nuklearna membrana; 4 - ribozomi; 5 - Golgijev aparat; 6 - citoplazmatska membrana; 7 - lizozomi; 8 - endoplazmatski retikulum; 9 - mitohondrije; 10 - citoplazma

množenja prekrivena na vrhu gustim prepletom hifa. Kod drugih vrsta gljiva formiraju se guste isprepletene visoko razgranate hife sclerotssh, bogata rezervnim nutrijentima. Služe za podnošenje nepovoljnih uslova i mirujući oblik gljive.

Nitaste gljive nemaju flagele i nepokretni su organizmi.

Struktura ćelije. U filamentoznim gljivama, ćelije

imaju strukturnu karakteristiku

za ćelije eukariotskih mikroorganizama (slika 10). Imaju dobro razvijen sistem intracelularnih elementarnih bioloških membrana (za razliku od prokariota, koji unutar ćelija imaju samo jednu membransku strukturu - citoplazmatsku membranu). Unutarstanične strukture eukariota, potpuno ograničene od citoplazme takvim membranama, nazivaju se organele. Pored CPM-a, organele uključuju jezgro, mitohondrije, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat i lizozome.

Izvana je ćelija filamentoznih gljiva prekrivena višeslojnim čvrstim ćelijskim zidom, koji se sastoji od 80-90% polisaharida. Glavni je polisaharid hitin koji sadrži dušik. Polisaharidi su povezani sa proteinima, lipidima i polifosfatima. Ispod ćelijskog zida nalazi se CPM, koji okružuje citoplazmu. Nalazi se u citoplazmi jezgro; sadrži nukleolus, hromozomi i okružen je nuklearnom membranom sa porama. Prekursori ribosoma se sintetišu i akumuliraju u nukleolu, koji se zatim transportuju kroz pore jezgra u citoplazmu. Pečurke imaju od jednog do 20-30 jezgara u svojim muhama. Rasuti u citoplazmi ribozomi.

Mitohondrije- membranske strukture koje igraju veoma važnu ulogu. To su višekomorne vrećice ili cijevi s elastičnim stijenkama koje formiraju invaginacije - cristas(Sl. 11). Sadrže oksidativne-

Rice. 11. Šema strukture mitohondrija:

A- opšti dijagram strukture; b - uzdužni presjek mitohondrija; / - vanjska mitohondrijalna membrana; 2 - unutrašnja mitohondrijalna membrana; 3 - cristae; 4 - matrica

redukcijski enzimi (kod prokariota, ovi enzimi su lokalizirani u CPM) uključeni u energetski metabolizam. Stoga se mitohondrije nazivaju “elektrane ćelije”, “energetski ansambli” itd.

Endoplazmatski retikulum– membranski sistem koji se sastoji od tubula, vezikula ili cisterni koji nemaju striktno definisanu lokalizaciju, ali se nalaze ili duž periferije ćelije, ili oko jezgra, ili prožimaju celu citoplazmu

plazma. Sadrže različite enzime odgovorne za sintezu lipida, ugljikohidrata i transport tvari unutar stanice. Golgijev aparat- sistem membrana povezanih s nuklearnom membranom i membranama endoplazmatskog retikuluma. Nalazi se u dijelu citoplazme gdje nema ribozoma. Uloga Golgijevog aparata nije u potpunosti shvaćena. Pretpostavlja se da Golgijev aparat sintetizira materijal stanične stijenke i nove membrane, te uz njegovu pomoć transportuje tvari sintetizirane u endoplazmatskom retikulumu i uklanja metaboličke produkte iz stanice.

Lizozomi To su membranske strukture okruglog oblika. Sadrže hidrolitičke enzime (kod prokariota su lokalizirani u CPM), koji razgrađuju proteine, polisaharide i lipide.

U ćelijama filamentoznih gljiva jasno su vidljive vakuole- šupljine okružene membranom i ispunjene ćelijskim sokom. Obično se nalaze blizu ćelijskog zida, a njihov broj se povećava kako ćelije stare. Glavne rezervne hranjive tvari filamentoznih gljiva su glikogen, koji se stvara na podlozi s viškom šećera; metahromatin, koji je u obliku granula u samim vakuolama, a lipidi se akumuliraju u citoplazmi u blizini vakuola u obliku masnih kapljica.

Reprodukcija i klasifikacija. Filamentne gljive se razmnožavaju aseksualno i spolno. Obje metode reprodukcije povezane su s stvaranjem spora - vanjskih (egzo-spore) i unutarnjih (endospore). Stvaranju spora tokom spolnog razmnožavanja prethodi proces fuzije sadržaja dviju ćelija i njihovih jezgara. Novonastalo jezgro podijeljeno je na nekoliko dijelova - sporu. Osim toga, sve gljive

Rice. 12. Zygomycetes:

1 - Kb12oriz; b - Misog - sporangijum sa endosporama; V - uzastopne faze formiranja zigospora tokom seksualnog razmnožavanja; G- klijala zigospora sa sporangijumom

mogu se razmnožavati vegetativno - apikalnim rastom
hifa, kao i uz pomoć komadića hifa i micelija. Pečurke, spo
sposobne za seksualnu reprodukciju, pripadaju savršeno
(askomicete, zigomicete) i one koje nemaju seksualne odnose
reprodukcija se odnosi na nesavršen pečurke (deutero-
miceti). Gljive imaju širok izbor načina
i reproduktivnih organa. \

Klasa Zygomycetes (zygomycetes). Ovo su najjednostavnije organizovane gljive. Njihov micelij je neseptatan, višejezgarni i izgleda kao jedna džinovska razgranata ćelija. Zigomiceti uključuju mucor gljive. U prirodi su rasprostranjeni. Od najvećeg značaja su predstavnici rodova Misog i KYgoriz.

Zigomicete se razmnožavaju aseksualno i spolno (slika 12). Sa aseksualnim razmnožavanjem^ u posebnim sfernim oteklinama - sporangije, formirane na krajevima dugih plodnih hifa - sporangiofore, formiraju se endospore, tzv sporangiospore. Sporangiofori mogu biti pojedinačni (kod gljiva roda Misog) ili sakupljeni u grozdove sa korijenskim izraslinama u osnovi - rizoidi (in gljive iz roda Khoriz).

Tokom spolnog razmnožavanja, prvo dolazi do spajanja dvije višejezgrene micelijske hife, koje su obično kratke formacije s blagim zadebljanjem na krajevima. Tada dolazi do parne fuzije jezgara. Seksualno razmnožavanje završava formiranjem zigote(zigospore), koje nakon perioda mirovanja klijaju i formiraju kratku hifu sa sporangijom na kraju. Tokom klijanja spora dolazi do diobe jezgre. Multinuklearna citoplazma sporangijuma se raspada na mnoge sporangiospore, koje pod povoljnim uslovima mogu klijati u micelijum.

Rice. 13. Konidiofori askomiceta: A - u gljivama iz roda Asperidchis; b- kod gljiva iz roda Regps; / - vegetativni micelij; 2 - konidijum-nosač; 3 - fialidi; 4 - konidije

Mnoge gljive iz roda * Misog uzrokuju kvarenje hrane formiranjem pahuljastih sivih naslaga. Gljive iz roda Khoriz uzrokuju takozvanu „meku trulež“ bobičastog voća, voća i povrća. Gljive brašna stvaraju organske kiseline i enzime i sposobne su izazvati slabu alkoholnu fermentaciju, zbog čega se u nekim istočnim zemljama koriste za proizvodnju pića.

Klasa Az sot u-se1;e5 (i sa Komi tse-ty, ili tobolčarskim gljivama). To uključuje predstavnike široko rasprostranjenih gljiva iz rodova Restritus i Az-pergum.

Askomicete imaju dobro razvijen višećelijski micelijum. Aseksualna reprodukcija se odvija uz pomoć egzospora tzv konidije, koje se formiraju na krajevima specijalizovanih hifa - konidiofori. Kod Aspergillusa su jednostavne, bez pregrada, natečene na vrhu u obliku mjehurića na kojem se nalaze fialidi, razdvajanje lanaca sfernih konidija. Kod penicilida su konidiofori višećelijski, u obliku četkice koja se sastoji od vijuga fijalida (Sl. 13). Konidije dolaze u različitim bojama (zelena, žuta, crna, plava itd.). Konidije se šire vazdušnim strujama, insektima, kapljicama rose, kišom i klijanjem formiraju novi micelij.

Seksualno razmnožavanje askomiceta nastaje spajanjem sadržaja i jezgara dviju ćelija različitih hifa, nakon čega dolazi do nuklearne diobe; Citoplazma se koncentriše oko novih jezgara i formira se membrana spora. Matična ćelija se prekriva debelom membranom i pretvara u pitaj(vrećica), unutar koje se najčešće nalazi 8 askospora. Vrh vrećice je prekriven isprepletenim hifama koje se formiraju plodište.

Rice. 14. Konidiofori i konidije različitih rodova nesavršenih gljiva: A- Vo1guIz; b- Rizagsht; V - AIerpaNa; G - C1ac1o5ropit

Međutim, neki predstavnici tobolčarskih gljiva našli su praktičnu primjenu. Tako se neki predstavnici penicillium gljiva koriste kao proizvođači antibiotika penicilina u industrijskim razmjerima, dok se drugi koriste u proizvodnji sira Roquefort i Camembert. Aspergillus proizvodi organske kiseline, pa se stoga koristi za industrijsku proizvodnju limunske kiseline (Aspergillus limunska kiselina). Mnogi aspergili se koriste za industrijsku proizvodnju raznih enzimskih preparata koji se koriste u prehrambenoj i lakoj industriji.

Klasa Deuteromiceti (deuteromiceti). Deuteromicete, ili nesavršene gljive, imaju višećelijski micelij. Nemaju spolno razmnožavanje, razmnožavaju se samo aseksualno, uglavnom konidijama, koje, poput konidiofora, imaju široku raznolikost oblika i izgleda.

Konidiofori su najčešće višećelijski, ali mogu biti pojedinačni - granati ili u obliku snopova, sa oteklinama. Konidije mogu biti jednoćelijske, višećelijske, ponekad sa uzdužnim i poprečnim pregradama (slika 14). Oblik konidije je sferičan, elipsoidan, filamentozan

istaknuti, srpasti, zvijezdasti, itd. Neki deuteromiceti (na primjer, mliječna plijesan) se ne razmnožavaju konidijama, već posebnim ćelijama - artrospore, koje nastaju kao rezultat fragmentacije konidiofora ili hifa (slika 15).

Nesavršene gljive su rasprostranjene u prirodi. Da li većina njih uzrokuje razne bolesti? biljke i kvarenje hrane. Tako su predstavnici roda Rajne uzročnici bolesti voća i povrća (fusarium) i uzrokuju kvarenje krompira (suha trulež). Neke vrste ove gljive proizvode tvari koje su otrovne za ljude i uzrokuju teško trovanje hranom. Gljive iz roda Vogguiz uzrokuju kvarenje luka, kupusa, šargarepe, paradajza, a zajedno sa drugim gljivama i trulež šećerne repe. Pečurke iz roda A1-(ermana) inficiraju korenaste usjeve tokom skladištenja (crna trulež) Srčanu trulež cvekle izaziva gljiva roda Pbo-ta Mlečna plijesan Deodoshchum sanctilum uzrokuje kvarenje kiselog povrća, pavlake, svježeg sira , itd., formirajući na površini bijeli baršunasti film.Gljive iz roda Clacostropyga često se nalaze na prehrambenim proizvodima koji se čuvaju u frižiderima.

Kvasac. Grupa kvasca uključuje jednoćelijske gljivične organizme koji nemaju pravi micelij.

Kvasci su rasprostranjeni u prirodi. Žive uglavnom na biljkama u kojima ima zašećerenih materija koje fermentiraju (nektar cvijeća, sočni plodovi, bobice, posebno prezrele i oštećene, lišće, stabla breze za vrijeme protoka soka i stabla hrasta tokom protoka sluzi, tlo). vjetar, kiša i insekti.

Oblik i dimenzije. Kvasac može imati ovalne, jajolike, okrugle, limunaste, rjeđe cilindrične, trokutaste, srpaste, streličaste ćelije u obliku tikvice. Veličina kvasca varira među različitim vrstama od 1,5 - 2 do 10 mikrona u prečniku i do 2---20 mikrona (ponekad i do 50 mikrona) u dužini.

Rice. 1.6. Dijagram strukture ćelije kvasca:

1 - citoplazmatska membrana; 2 - ćelijski zid; 3 - nukleolus; 4 - jezgro; 5 - masne kapi; 6 - mitohondrije; 7 - vakuola; 8 - polifosfatne granule; 9 - endoplazmatski retikulum; 10 - dictyoso-we; 11 - ožiljak bubrega; 12 - ribosomi; 13 - citoplazma

Neki kvasci u određenoj fazi razvoja mogu formirati micelijske strukture - pseudomicelij. Kvasac, kao i sve gljive, nisu pokretni organizmi.

Struktura ćelije. Kvasac, kao i filamentozne gljive, pripada eukariotima i ima sličnu ćelijsku strukturu, ali postoje neke razlike (Sl. 16). Ćelijski zid kvasca, za razliku od gljiva, sastoji se od 60-70% polisaharida glukan i manan, povezan sa proteinima." i lipidima, a samo malu količinu (1-3%) čini hitin, koji se ugrađuje u zid u obliku granula. Kod jednog broja kvasaca, pod određenim uslovima, sluzave kapsule različite debljine može se formirati polisaharidna priroda.. Ćelije takvog kvasca mogu se slijepiti, formirati ljuspice i taložiti na dno posuda u kojima se razvijaju.

Ćelije kvasca, kao i gljive, imaju dobro razvijene:; membranski aparat - CPM, endoplazmatski retikulum, Golgijev aparat, lizozomi, mitohondrije. Citoplazma sadrži jezgro. Ribosomi u kvascu se nalaze u citoplazmi i na? vanjska strana nuklearne membrane. Postoje vakuole i inkluzije rezervnih nutrijenata: lipida (posebno u kvascima – proizvođačima lipida), glikogena, metahromatina. Stanične strukture kvasca obavljaju iste funkcije kao i gljive.

Reprodukcija i klasifikacija. Kvasac se razmnožava vegetativno i sporama proizvedenim aseksualno i spolno. Način razmnožavanja je važna karakteristika za klasifikaciju kvasca. Vegetativni načini razmnožavanja uključuju: pupanje, diobu i diobu pupanja (sl. 17).

Metode vegetativnog razmnožavanja kvasca: pupanje; a - pupanje, b - podjela; V - podjela pupoljaka

Pupanje je najčešći način razmnožavanja kvasca. Tokom pupanja, mali tuberkul se pojavljuje na površini majke (dijeleće) ćelije - pupoljak, koja se postepeno povećava skoro do veličine matične ćelije i pretvara se u ćeliju kćer. Odvaja se od majke, ostavljajući bubrežni ožiljak na mjestu vezanja. Pupoljak se više ne formira na ovom mjestu. Može se formirati jedan pupoljak (polarno pupanje), dva pupoljka na različitim krajevima matične ćelije (bipolarno pupanje) ili na više mesta na površini matične ćelije (višestruko pupanje). Ćerke ćelije se ne mogu odvojiti od matične ćelije i ostati povezane sa njom. Pupanje je karakteristično za kvasce ovalnog i okruglog oblika.

Kod nekih kvasaca tokom pupanja ćelije kćeri se ne odvajaju od matične, već se protežu u dužinu i nastavljaju da stvaraju sve više novih pupoljaka, što dovodi do stvaranja lažnog micelija (pseudomicelija). Pseudomyadelic je svojstven filmskim kvascima.

Divisionćelije kao rezultat formiranja poprečne pregrade u njoj - septa - karakteristična je za cilindrični kvasac.

Budding division karakterizira činjenica da formiranje stanica kćeri počinje pupanjem i završava se pojavom jasno vidljivog septuma u području prevlake. Ova metoda reprodukcije tipična je za kvasac u obliku limuna.

Svakom vegetativnom načinu razmnožavanja prethodi nuklearna dioba, u kojoj jedno od novonastalih jezgara, zajedno s citoplazmom i dijelom staničnih struktura, postaje Vćerku ćeliju i dobiju priliku da egzistiraju samostalno. Neki kvasci imaju metodu aseksualne reprodukcije koristeći aseksualne spore nastale bez fuzije stanica kvasca. Aseksualne spore - endospore - često se pojavljuju u neodređenom broju u starim: kulturama kvasca koje se razmnožavaju diobom i formiraju micelij.

Seksualno razmnožavanje kod kvasca također se odvija uz pomoć spora, ali njihovom nastanku prethodi proces kopulacije (spajanje sadržaja dvije ćelije i njihovih jezgara). Formira se zigota u kojoj se potom formiraju spore: jezgro se dijeli, citoplazma se zbija oko novih jezgara i one se prekrivaju gustom membranom. Zigota sa sporama unutar 1 naziva se ascus (vrećica), a spore se nazivaju askospore. Takvi kvasci pripadaju klasi askomiceta i nazivaju se askomicetni kvasci. Askospore mogu formirati samo mlade ćelije uzgojene na potpunom hranljivom mediju i prebačene u uslove izgladnjivanja, slabog snabdevanja kiseonikom i vlagom. Kod različitih vrsta kvasca u askusu se formiraju 2-4, a ponekad i 8 spora.

Pod povoljnim uslovima, askospore izlaze iz askusa i transformišu se u vegetativne ćelije. Kod nekih vrsta kvasca mogu se spojiti jezgra matične i kćeri ćelije ili jezgra dva sestrinska pupoljka. Ponekad dolazi do kopulacije klijavih spora susjednih ćelija.

Askospore kvasca mogu biti ovalne, okrugle, u obliku graha, igličaste, kacige, kape. sa glatkom, naboranom površinom, sa bradavičastim ili šilastim izraslinama itd. Spore kvasca, kao i spore filamentoznih gljiva, imaju dvostruku funkciju: služe za podnošenje nepovoljnih uslova, ali što je najvažnije, za razliku od bakterijskih endospora, služe za reprodukciju. Spore kvasca su stabilnije od vegetativnih ćelija, ali* manje stabilne od spora bakterija. Dakle, spore kvasca podnose zagrijavanje na temperaturi 10° više od vegetativne ćelije (40-50°C), a spore bakterija - 50-60°C više od vegetativnih ćelija (60-120°C).

Budući da su kvasci u suštini jednoćelijske, nemicelijske gljive, uključeni su u klasifikaciju* gljiva. Međutim, one nisu izdvojene u posebnu sistematsku jedinicu, već su raspoređene na tri klase gljiva - askomicete, bazidiomicete i deuteromicete. Za mikrobiologiju proizvodnje hrane važni su samo askomiceti i nesavršeni kvasci. Postoji fundamentalna razlika između ovih kvasaca: askomicetni kvasci imaju. seksualni proces i izazivaju snažnu alkoholnu fermentaciju. .Nesavršeni kvasac ne prolazi seksualni proces i po pravilu izaziva slabu alkoholnu fermentaciju ili je uopšte ne izaziva.

Askomicetni kvasac. Uključuje otprilike 2/3 kvasca. Među njima najveći praktični značaj imaju saharomiceti, koji objedinjuju više od polovine poznatih rodova kvasca. Posebno važnu ulogu ima rod Saccharomyces, čije sve vrste izazivaju snažno alkoholno vrenje. Kvasci ovog roda razmnožavaju se aseksualno (pupajući) i uz pomoć askospora koje se formiraju spolno.

U proizvodnji hrane najviše se koriste dvije vrste kvasca ovog roda: Saccharomyces cerevisia (velike ovalne ćelije) u proizvodnji etilnog alkohola, piva, kvasa i u pekarstvu i Saccharomyces ellipsoides (velike eliptične ćelije) - koriste se uglavnom u vinarstvu. Svaka od ovih industrija koristi svoje specifičnosti rase(sorte) ovih vrsta kvasca, koje imaju najvrednija proizvodna svojstva.

Askomicetni kvasci uključuju i druge rodove kvasca. Ovo je rod Schizosaccharomycetes, čije su stanice u obliku štapa i razmnožavaju se diobom ili uz pomoć „askospora nastalih kao rezultat spolnog razmnožavanja * (njihov broj je 4-8). Kvasci ovog roda izazivaju alkoholno vrenje. Koristi se tip 3 Schizosaccharomyces pombe V industrija fermentacije u zemljama sa toplom klimom, na primjer u Africi, gdje se proizvodi Pombe pivo. Kvasci iz roda Saccharomycoda imaju velike ćelije u obliku limuna. Razmnožavaju se pupanjem diobom na oba kraja ćelije (bipolarno) i uz pomoć askospora (ima ih 2-4) koje su raspoređene u parove i nastaju spolnim putem.Štaviše, spolnim načinom, kopulacijom spora nastaje u askusu, a ne fuziji ćelija kvasca.Ovi kvasci izazivaju alkoholno vrenje i štetočine su u vinarstvu kako se formiraju (proizvodi koji vinima daju neprijatan kiselkast miris.

Neki kvasci askomiceta koriste se u mikrobiološkoj industriji za proizvodnju lipida i vitamina. Dakle, kvasac iz roda Lipomyces ima velike okrugle ćelije, koje su u starim kulturama u potpunosti ispunjene velikom kapljicom masti. Obično imaju dobro definisane kapsule. Kvasci iz roda Lipomyces razmnožavaju se pupanjem i askosporama, čiji broj kod nekih vrsta može doseći i do 30 u jednom ascu.

Nesavršen kvasac. Pripadaju klasi deuteromiceta. Ne stvaraju spore, pa se ovi kvasci često nazivaju asporogen. Razmnožavaju se pupanjem. Nesavršeni kvasac uzrokuje ili slabu fermentaciju ili je uopće nema, zbog čega se često nazivaju ne-saharomiceti.

Mnogi od njih uzrokuju kvarenje hrane i štetnici su u brojnim prehrambenim industrijama. Međutim, neki od nesavršenih kvasaca našli su korisnu praktičnu primjenu. Među nesavršenim kvascima najvažniji su rodovi Candida, Torulopsis i Rhodotorula.

Kvasci iz roda Candida imaju izdužene ćelije, čije kombinacije čine primitivni pseudomicelij. Mnogi od njih ne izazivaju alkoholnu fermentaciju i štetnici su u industriji fermentacije (na primjer, Candida mycoderma), budući da kao aerobi oksidiraju alkohol u di: ugljični monoksid (ugljični dioksid) i vodu. Ostali predstavnici roda Candida su štetnici u proizvodnji kvasca i smanjuju kvalitet pekarskog kvasca, jer su slabo fermentirajuće vrste. Neki od njih uzrokuju kvarenje kiselog povrća, bezalkoholnih pića i niza drugih proizvoda. Među ovim kvascima postoje patogene vrste koje uzrokuju kandidijazu, zahvaćajući sluznicu usne šupljine, nazofarinksa i drugih ljudskih organa. Različite vrste kvasca roda Candida koriste se za dobijanje bjelančevina hrane i proteinsko-vitaminskih koncentrata (PVC).

Kvasci iz roda Torulopsis imaju male okrugle ili ovalne ćelije. Mnoge vrste su sposobne izazvati slabu alkoholnu fermentaciju i koriste se u proizvodnji kefira i kumisa. Neki se koriste za industrijsku proizvodnju proteina za životinje.

Kvasci iz roda Rhodotorula imaju okrugle, ovalne ili izdužene ćelije, od kojih potonje formiraju pseudomicelij. Kolonije takvog kvasca su crvene i žute zbog prisustva karotenoidnih pigmenata, a to su provitamin A. Ovi kvasci se koriste za industrijsku proizvodnju proteinsko-karotenoidnih koncentrata stočne hrane, koji za životinje služe kao izvor vitamina A rastvorljivog u mastima. Drugi predstavnici ovog roda akumuliraju mnogo lipida u ćelijama i koriste se u mikrobiološkoj industriji kao proizvođači lipida, zajedno sa predstavnicima drugog roda nesavršenih kvasaca - Cryptococcus.

VIRUSI

Pronalazak elektronskog mikroskopa omogućio je po prvi put promatranje najmanjih organizama - virusa i faga. Virusi se često nazivaju filtrabilnim zbog njihove sposobnosti da prolaze kroz pore bakterioloških filtera, koji zadržavaju bakterije tokom mehaničke sterilizacije. Viruse je 1892. godine otkrio ruski botaničar D.I. Ivanovski dok je proučavao bolest duvana – mozaik duvana. Njihove veličine se kreću od 10-12 nm (sat i šapa, polio virusi) do 200-350 nm (male boginje, virusi herpesa).

Virusi nemaju ćelijsku strukturu. Oni su sferni, štapićasti, filamentni i spermatozoidni. Virusna čestica se naziva virion. Sastoji se od nukleinske kiseline (DNK ili RNK) i proteina globulina; neki virusi također sadrže lipide i ugljikohidrate. Karakteristike

Rice. 18. Dijagram strukture faga:

1 - glava; 2 - DNK; 3 - proces; 4 - štap; 5 - bazalna ploča sa bodljama; 6 - niti procesa

Značajna karakteristika virusa je njihova sposobnost da formiraju kristale, što je dugo bio uzrok rasprava o živoj ili neživoj prirodi virusa. Kasnije je dokazano da su kristali nukleinska kiselina i protein. Tada su ustanovljena brojna svojstva koja su potvrdila ideju o živoj prirodi virusa - sposobnost samoreprodukcije (reprodukcije), varijabilnost, prilagodljivost životnim uslovima, kao i sposobnost izazivanja zaraznih procesa. Razvoj i razmnožavanje virusa moguć je samo u ćelijama živog organizma - domaćina, odnosno paraziti su ljudi, uzročnici zaraznih bolesti (gripa, dječja paraliza, ospice, vodene kozice itd.), kao i životinja i biljaka .

Za liječenje nekih bolesti uzrokovanih virusima gripe, herpesa i adenovirusa koriste se enzimski preparati - nukleaze, uzrokuje uništavanje nukleinskih kiselina, što virusima lišava sposobnost da se sami razmnožavaju, a samim tim eliminira njihovu infektivnost.

Godine 1898. ruski naučnik N.F. Gamaleya, proučavajući antraks kod goveda, prvi je primijetio da se bacili koji stvaraju spore - uzročnici bolesti - rastvaraju pod utjecajem nekog agensa. Godine 1915. engleski mikrobiolog F. Twort i 1917. godine kanadski mikrobiolog F. D. Errel su ustanovili prirodu ovog fenomena koji je nazvan bakteriofagija, a uzročnik je nazvan bakteriofag („žderač bakterija“).

Veličine faga kreću se od 40 do 140 nm. Bakteriofagi imaju izgled višestrukog glave sa štapom, spolja obložen proteinskom ljuskom (slika 18). Unutar štapa se nalazi kanal. Glava faga je ispunjena molekulom DNK. U osnovi štapa se nalazi bazalna ploča sašiljci i niti.

Učinak faga na bakterijsku ćeliju odvija se u nekoliko faza (slika 19): adsorpcija faga na bakterijsku ćeliju pomoću bazalne ploče sa zubima i nitima, prodiranje DNK iz glave faga kroz kanal u bakterijsku ćeliju, u kojoj potom, pod uticajem DNK faga

Slika* 19. Šema razvoja faga u bakterijskoj ćeliji:

A - adsorpcija; b- transfer DNK u ćeliju; V- restrukturiranje metabolizma u ćeliji;

G - stvaranje novih čestica bakteriofaga; d - rastvaranje ćelijskog zida

dolazi do potpunog restrukturiranja metabolizma, više se ne sintetiše DNK bakterije, već DNK faga, što dovodi do To formiranje novih čestica faga u bakterijskoj ćeliji, otapanje bakterijskog ćelijskog zida, njegova smrt.

Bakteriofagi nanose veliku štetu u mliječnoj industriji (proizvodnja sira, svježeg sira, pavlake) i u proizvodnji margarina. Oni uglavnom inficiraju streptokoke mliječne kiseline u starter kulturama koje se koriste za proizvodnju ovih proizvoda. Pod uticajem bakteriofaga, ćelije streptokoka se liziraju (otapaju) i umiru. U industriji antibiotika, aktinofagi liziraju proizvodnu kulturu aktinomiceta - proizvođača antibiotika.

U medicini se bakteriofagi koriste za liječenje određenih bolesti, poput dizenterije.

Uvod

Mikrobiologija je nauka o sićušnim organizmima nevidljivim golim okom, koji se nazivaju mikrobi ili mikroorganizmi. Proučava obrasce njihovog života i razvoja, kao i promjene koje izazivaju u tijelu ljudi, životinja, biljaka i nežive prirode. Razvoj mikrobiologije, kao i drugih naučnih disciplina, usko zavisi od proizvodnih metoda, praktičnih potreba i opšteg napretka nauke i tehnologije.

Cilj mikrobiologije kao nauke je proučavanje sistematike, morfologije (oblika i strukture) i fiziologije (životne aktivnosti) mikroorganizama, metoda njihovog izolovanja i prepoznavanja, kao i rasvetljavanje njihovog značaja u prirodi i mogućnosti primene. u raznim oblastima ljudske delatnosti.

Mikrobiološka kontrola u proizvodnji hrane predstavlja sve metode istraživanja i kontrole koje se odnose na određivanje stepena bakterijske kontaminacije kontrolisanog objekta, kao i metode kvantitativnog obračuna mikroflore.

Morfologija bakterija

Oblik bakterija

Ogromna većina poznatih bakterija ima oblik ili kugle (sferni), cilindra (u obliku štapa) ili spirale. Kuglaste bakterije (sl. 1.) su pojedinačne (koke), povezane sa dvije ćelije (diplokoki), četiri ćelije (tetrakoke), u duge lance (streptokoke), u paketićima (sarcini), u obliku grozdova nepravilnog oblika (stafilokoki ) . Bakterije u obliku štapa (slika 1.) razlikuju se u odnosu dužine ćelije i njene poprečne veličine. Kod kratkih štapića ovaj omjer je toliko mali da ih je teško razlikovati od kokija; dijele se na bakterije (ne stvaraju spore) i bacile (tvore spore). Bakterije spiralnog oblika karakteriziraju različiti broj zavoja; spirile imaju od jednog do nekoliko zavoja; vibriji izgledaju kao zakrivljene šipke; mogu se smatrati nepotpunim zavojima spirale.

Razvojem mikroskopske tehnologije i unapređenjem metoda pripreme, otkriveni su i drugi egzotični oblici bakterija. Neke bakterije imaju izgled zatvorenog ili otvorenog prstena, neke imaju vidljive ćelijske izrasline (prosteks) čiji se broj kreće od 1 do 8 ili više, pronađene su crvolike bakterije slične kristalima itd.

Struktura bakterijske ćelije

Bakterijska stanica ima vrlo složenu heterogenu i u isto vrijeme strogo uređenu strukturu. Uopšteno govoreći, struktura bakterijske ćelije se ne razlikuje od strukture ćelija viših organizama. Ćelija, kao univerzalna jedinica života, pokazala se tako savršenim oblikom organizacije žive materije da je u procesu evolucije od jednoćelijskih ka višim višećelijskim organizmima zadržala sve glavne karakteristike svoje strukture, i, posljedično, njegove funkcije.

Slika 1. Oblici bakterija. Sferni: a - mikrokoki, b - streptokoki, c - diplokoki, d - stafilokoki, d - sarcina; štapići: e - bakterije, g - bicilus, h,i - uvijeni, k - spiril.

Na sl. 2. Prikazan je dijagram strukture bakterijske ćelije poznatog citologa V.I. Tirkizna. Oblik bakterijske ćelije određen je krutim (krutim) ćelijskim zidom, koji ćeliji daje specifičan, nasljedno fiksiran vanjski oblik. Na ćelijskom zidu bakterija nalaze se takozvane površinske strukture: kapsula, flagela, genitalne resice, cilije. Ispod ćelijskog zida nalazi se citoplazmatska membrana (CPM), koja ograničava citoplazmu ćelije. Citoplazmatska membrana zajedno sa citoplazmom naziva se protoplast. Svi slojevi koji se nalaze na vanjskoj strani citoplazmatske membrane nazivaju se ćelijska membrana.

Ćelijski zid.

Prokarioti imaju ćelijski zid napravljen od peptidoglikana, koji se ne nalazi u eukariotskim ćelijama. U zavisnosti od strukture ćelijskog zida, prokarioti se dele u dve grupe: gram-pozitivne i gram-negativne. Ova podjela je zasnovana na razlici u metodi bojenja koju je 1884. predložio danski naučnik H. Gram. Stanični zidovi gram-pozitivnih i gram-negativnih prokariota oštro se razlikuju i po hemijskom sastavu i po ultrastrukturi.

Rice. 2. Šema strukture bakterijske ćelije: O - ćelijska membrana; CM - citoplazmatska membrana; M - mitohondrij (mezozom); F - masne inkluzije; NV - nuklearna vakuola; DNK - DNK lanci; ES - ergastoplazmatski sistem; R - ribozomi; B - volutin; G - glikogen

Ćelijski zid gram-pozitivnih bakterija sadrži 50...90% peptidoglikana, gram-negativnih bakterija - 1...10% peptidoglikana. Osim peptidoglikana, ćelijska stijenka gram-pozitivnih prokariota sadrži jedinstvene kemijske spojeve - teihoične kiseline. Ćelijski zid prokariota čini 5 do 50% ćelijske suhe materije.

Ćelijski zid prokariota obavlja različite funkcije: mehanički štiti ćeliju od utjecaja okoline, osigurava održavanje njenog vanjskog oblika i omogućava ćeliji da postoji u hipotonskim otopinama. Ćelijski zid sadrži kanale ili difuzijske pore za pasivni transport supstanci i jona u ćeliju.

Ćelijski zid sprečava toksične supstance da uđu u ćeliju. Na vanjskoj strani ćelijskog zida nalaze se mnoge makromolekule koje dolaze u kontakt sa okolinom: specifični receptori za fage, antigene, makromolekule koji obezbjeđuju međućelijske interakcije tokom konjugacije, kao i između patogenih bakterija i ćelija i tkiva viših organizama.

Površinske strukture.

Bakterije imaju kapsulu izvan ćelijskog zida (sl. 3.) - sluzavu formaciju koja obavija ćeliju, održava vezu sa ćelijskim zidom i ima amorfnu strukturu. U zavisnosti od debljine kapsule, razlikuju se mikrokapsule (debljine manje od 0,2 mikrona) i makrokapsule (debljine veće od 0,2 mikrona). Kapsule štite ćeliju od mehaničkih oštećenja i isušivanja, stvaraju dodatnu osmotsku barijeru i služe kao prepreka prodiranju faga. Ponekad kapsula služi kao izvor rezervnih nutrijenata. Sluz pomaže ćelijama da se pričvrste za različite površine. Trenutno se sposobnost nekih bakterija da sintetiziraju kapsule (neku vrstu ekstracelularnih polimera) u praksi koristi kao zamjena za krvnu plazmu i za proizvodnju sintetičkih filmova.

Slika 3.

Mnoge bakterije su nepokretne, ali ako su u stanju da se kreću, onda to kretanje osiguravaju flagele - strukture koje se nalaze na površini stanica. Broj, veličina i položaj flagela su, po pravilu, stalna karakteristika za ovu vrstu (sl. 4.), i imaju taksonomski značaj. Bez flagela, samo klizeće bakterije i spirohete su u stanju da se kreću. Tipično, debljina flageluma je 15-20 nm, dužina 3-15 µm. Bakterije sa flagelama mogu da se kreću veoma brzo, kao što je Bac. megaterijum brzinom od 16 mm/min, Vibro cholerae - 12 mm/min.

Rice. 4.

Sa polarnim rasporedom flagela, oni se ponašaju kao brodski propeler i guraju ćeliju kroz okolni tečni medij. Rotacijsko kretanje flageluma nastaje zbog bazalnog tijela. Flagele se relativno brzo rotiraju. U spirili se rotiraju pri oko 3000 o/min, što je blizu brzini prosječnog elektromotora. Rotacija flagela također uzrokuje rotaciju ćelije za 1/3 ove brzine u suprotnom smjeru.

Peritrihične flagele E. coli rade kao jedan dobro koordiniran spiralni snop i guraju ćeliju kroz njeno okruženje (slika 4.).

Proučavanje flagela u elektronskom mikroskopu pokazalo je da se sastoje od tri dijela (sl. 5.). Glavna masa flageluma je duga spiralna nit (fibril), koja prelazi na površini ćelijskog zida u zadebljanu zakrivljenu strukturu - kuku. Konac se kukicom pričvršćuje za bazalno tijelo, koje je sistem od dva ili četiri prstena (L, P, Sw. M) nanizanih na štap, koji je nastavak udice.

Rice. 5.

Nedavno je napravljen veliki napredak u dešifrovanju mehanizma kretanja prokariota. Prokariotska ćelija ima mehanizam koji joj omogućava da pretvara elektrohemijsku energiju direktno u mehaničku energiju. Osim flagela, ćelijski zid prokariotske ćelije može sadržavati spolne resice i cilije u obliku izbočina različite dužine (slika 6).

Rice. 6. Tipovi dlaka E.coli: F - bičevi, S - polne resice (F-like sexpile), C - cilije.

Citoplazmatska membrana.

Ispod ćelijskog zida nalazi se citoplazmatska membrana, koja je bitan strukturni element svake ćelije, čije kršenje integriteta dovodi do gubitka vitalnosti ćelije. CPM čini 8...15% suve materije ćelije. CPM je proteinsko-lipidni kompleks i mala količina ugljikohidrata.

CPM obavlja različite funkcije koristeći posebne transportere zvane translokaze. Kroz membranu se događa poseban prijenos različitih organskih i neorganskih molekula i iona.

Mnogi enzimi su lokalizirani u CPM-u. CPM je glavna barijera koja osigurava selektivni ulazak i izlazak različitih supstanci i jona u ćeliju.

Kod prokariota su opisane lokalne invaginacije CPM-a koje se nazivaju mezozomi. Mezozomi se razlikuju po veličini, obliku i lokaciji u ćeliji. Smatra se da su mezozomi povezani sa povećanim energetskim metabolizmom ćelija.

Citoplazma.

Sadržaj ćelije, okružen CPM-om, naziva se citoplazma. Citoplazma je homogene konzistencije i sadrži skup rastvorljivih RNK, enzima, produkata i supstrata metaboličkih reakcija. Citoplazma sadrži različite strukture: ribozome, genetski aparat (DNK) i inkluzije različite hemijske prirode i funkcionalne namjene.

Ribozomi su ribonukleoproteinske čestice veličine 15-20 nm. Njihov broj u ćeliji zavisi od intenziteta procesa sinteze proteina. Brzo rastuća stanica Escherichia coli sadrži približno 15.000 ribozoma. Sintezu proteina provode agregati koji se sastoje od ribozoma, glasnika i transportnih RNA molekula, koji se nazivaju poliribozomi. Genetski aparat prokariotske stanice predstavljen je jednim molekulom DNK, koji ima oblik kovalentno zatvorenog prstena i naziva se bakterijski kromosom. Dužina nesavijenog DNK molekula može biti veća od 1 mm, tj. skoro 1000 puta duži od bakterijske ćelije. Genetski aparat prokariotske ćelije naziva se nukleoid.

U citoplazmi prokariota postoje različite inkluzije, od kojih neke djeluju kao rezervne hranjive tvari, predstavljene polisaharidima, lipidima, polipeptidima, polifosfatima i naslagama sumpora. Polisaharidi su glikogen, škrob, granuloza (tvar slična škrobu). Češći su među predstavnicima anaerobnih spornih bakterija iz grupe Clostridia. U nepovoljnim uslovima koriste se kao izvori ugljenika i energije. Lipidi se akumuliraju u obliku granula koje se sastoje od polimera β-hidroksimaslačne kiseline. U nekim prokariotima koji oksidiraju ugljikovodike, poli-β-hidroksimaslačna kiselina čini do 70% suhe tvari stanice.

Lipidi služe kao dobar izvor ugljika i energije za ćeliju. Polifosfati, koji se takođe akumuliraju u obliku granula, nazivaju se volutin i koriste ih ćelije kao izvor fosfora. Bakterije koje provode kemosintezu oksidacijom sumporovodika karakteriziraju nakupljanje molekularnog sumpora u svojim stanicama. Sve akumulirane (rezervne) tvari, predstavljene u obliku polimernih molekula visoke molekularne težine, razgraničene su od citoplazme proteinskom membranom.

Bakterijske pigmente

Kolonije mnogih bakterija su jarke boje. Sposobnost sinteze pigmenata određena je genetski. Među bakterijskim pigmentima nalaze se karotenoidi, fenazinske boje, piroli, azakinoni, antocijanini itd.

Pigmenti štite ćelije od oštećenja svjetlosti i koriste svjetlost za fotosintezu. Kod mnogih mikroorganizama stvaranje pigmenta se događa samo na svjetlosti. Na primjer, svijetlocrvena boja kolonija Serratia marcescens je posljedica prisustva pigmenta prodigiozina. Bakterije Pseudomonas indigofem, Cotynebacterium insidiosum, Arthrobacter atrocyaneus i druge sintetiziraju indigoidin, u vodi netopivi plavi pigment koji se oslobađa u mediju. Chromobacterium violaceum proizvodi plavo-ljubičasti pigment violacein, koji je nerastvorljiv u vodi. Violacein je derivat indola, koji nastaje tokom oksidacije triptofana. Pseudomonas aeruginosa proizvodi pigment nix-piocijanin. Različiti sojevi pseudomonada proizvode pigmente kao što su fenazin-1-karboksilna kiselina, oksiklorofin, jodinin, a ponekad i svi pigmenti zajedno.

Svi pigmenti pripadaju sekundarnim metabolitima, tj. ne pripadaju onim spojevima koji se nalaze u svim organizmima, a derivati ​​su običnih metabolita ili strukturnih komponenti ćelije. Neki pigmenti imaju antibiotska svojstva, pa su mnogi pigmentirani mikroorganizmi proizvođači antibiotika.

Rast i načini razmnožavanja bakterija

Rast prokariotske ćelije je koordinirano povećanje količine svih hemijskih komponenti od kojih je izgrađena. Rast je rezultat mnogih koordiniranih biosintetskih procesa pod strogom redovnom kontrolom i rezultira povećanjem mase i veličine ćelije. Rast ćelija nije neograničen. Nakon dostizanja određene (kritične) veličine, ćelija prolazi kroz diobu. Većinu prokariota karakterizira jednaka binarna poprečna podjela, što dovodi do stvaranja dvije identične ćelije kćeri.

Kod većine gram-pozitivnih bakterija, podjela se događa sintezom poprečnog septuma koji ide od periferije do centra. Poprečni septum se formira od CPM-a i peptidoglikanskog sloja. Spoljašnji slojevi se kasnije sintetiziraju.

Ćelije većine gram-negativnih bakterija dijele se suženjem. Na primjer, kod E. coli, na mjestu diobe, detektuje se postepeno povećanje i zakrivljenost CPM-a i ćelijskog zida prema unutra.

Varijanta binarne fisije je pupljenje, u kojem se na jednom od polova matične ćelije formira mali izrast (pupoljak), koji se povećava u veličini tokom rasta. Postepeno, pupoljak dostiže veličinu matične ćelije i odvaja se od nje. Ćelije koje pupe prolaze kroz starenje. Sa jednakom binarnom fisijom, matična ćelija stvara dvije kćerke ćelije, a zatim nestaje. U pupanju, matična ćelija daje ćeliju kćer i između njih se mogu otkriti morfološke razlike. Podjela prokariotske ćelije počinje, po pravilu, neko vrijeme nakon završetka ciklusa diobe DNK.

Bakterijska sporulacija

Da bi izdržale nepovoljne uslove, vegetativne ćelije mnogih prokariota formiraju posebne ćelije (endospore) koje imaju povećanu otpornost. Morfološka diferencijacija se zasniva na biohemijskim procesima programiranim odgovarajućom genetskom informacijom. Formiranje endospora javlja se kod prokariota i gljiva.

Endospora se formira unutar matične ćelije (sporangijum), ima specifične strukture: višeslojne proteinske omote, spoljašnje i unutrašnje membrane, korteks (slika 7.). Endospore su otporne na povišene temperature i doze zračenja, koje su slične za vegetativne ćelije. Bakterije koje stvaraju spore uključuju veliki broj prokariota iz 15 rodova, uključujući štapićaste, sferne, spirilne i filamentozne organizme. Svi oni imaju stanični zid karakterističan za gram-pozitivne prokariote. U pravilu se u svakoj bakterijskoj ćeliji formira jedna endospora.

Proces sporulacije najbolje je proučavan kod predstavnika rodova Bacillus i Clostridium. Prije sporulacije, DNK vegetativne ćelije se dijeli. Duž duge ose ćelije formira se lanac, zatim se otprilike 1/3 lanca odvaja i prelazi u sporu koja se formira na jednom od polova ćelije. Zatim se citoplazma zbija, koja se, zajedno sa DNK, odvaja od ostatka ćelijskog sadržaja pomoću septuma. Pregrada se formira invaginacijom CPM-a od periferije do centra, gdje se spaja i formira se membrana spore. Odsječeno područje je „obraslo“ drugom membranom i formira se prospora. U sljedećoj fazi, između membrana prospore počinje se formirati korteks, a spolja se sintetizira integument spora, koji se sastoji od nekoliko slojeva.

Rice. 4 a i b - formiranje septuma, c i d - okruživanje protoplasta spora protoplastom matične ćelije, e formiranje korteksa i membrana spora; f - dijagram strukture zrele spore: 1 - egzosporijum, 2 - spoljna ljuska spore; 3 - unutrašnja ljuska spore, 4 - korteks; 5 - ćelijski zid embrija, 6 - citoplazmatska membrana, 7 - citoplazma sa nuklearnom supstancom

Kod mnogih bakterija na vrhu omotača endospora formira se druga struktura - egzosporij, čija struktura ovisi o vrsti bakterije. Kod prokariota iz roda Clostridium pronađeni su dodaci na egzosporiju različitih struktura, ponekad vrlo bizarnih (slika 8). Funkcionalni značaj ovih izraslina nije jasan.

Endospore prokariota karakteriše veoma nizak nivo metabolizma, veoma su otporne na faktore sredine: visoke i niske temperature, dehidraciju, litičke faktore, visoku kiselost sredine, zračenje, mehanički stres itd. Mehanizmi rezistencije endospora imaju još nije dobro proučeno. Smatra se da su endospore prokariota stabilizirane dehidriranim stanjem citoplazme, otpornošću na toplinu enzima spora, prisustvom dipikolinske kiseline i velikog broja dvovalentnih kationa. Stabilnost endospora doprinose i površinske strukture: membrane, korteks, integument, koji mehanički štite sadržaj endospora od prodora agresivnih tvari izvana.

Formirane endospore u mirovanju mogu ostati u održivom stanju u različitim vremenskim periodima: od nekoliko dana do 1000 godina ili više. U nastavku je prikazana ovisnost preživljavanja spora različitih grupa bakterija o štetnim faktorima (visoka temperatura i sušenje).

Tabela 1

Mikroskopskim pregledom jasno su vidljive endospore. U sumnjivim slučajevima možete koristiti posebno bojenje, za koje se fiksirani pripravak mora prokuhati otopinom fuksina karbola. Endospore čvrsto vezuju boju i ne menjaju boju čak ni kada se tretiraju etanolom ili sirćetnom kiselinom; sav drugi sadržaj ćelije postaje obezbojen.

Endospora sadrži skoro svu suvu materiju ćelije, ali zauzima 10 puta manji volumen. Endospore nisu obavezna faza životnog ciklusa bacila. Pod povoljnim uslovima ishrane, bacili se mogu beskonačno razmnožavati deobom. Formiranje endospora počinje tek kada postoji nedostatak nutrijenata i kada se metabolički proizvodi akumuliraju u višku.

U povoljnim uslovima većina endospora klija. Postotak klijanja endospora može se povećati zagrijavanjem nekih spora u vodi na 60 °C 5 minuta, drugih na 100 °C 10 minuta. Toplotni šok treba izvršiti neposredno prije sjetve.

U prehrambenoj industriji, kako bi uništili endospore bakterija otporne na toplinu, pribjegavaju skupoj sterilizaciji prehrambenih proizvoda. Na primjer, ako tijekom pasterizacije (zagrijavanje na 80 °C u trajanju od 10 minuta) prehrambenih proizvoda umru vegetativne stanice bakterija koje stvaraju spore i svih drugih bakterija, onda endospore otporne na toplinu mogu izdržati mnogo jače zagrijavanje, a neke spore mogu čak i izdržati ključanje nekoliko sati.

Klasifikacija bakterija

Kako se opisivalo sve više novih bakterija, javila se hitna potreba za sistematizacijom i poređenjem novoopisanih kultura sa poznatim. Krajem 19. - početkom 20. vijeka. Pojavile su se determinante bakterija koje pomažu klasificirati i identificirati novoizolirane bakterije prema određenim karakteristikama. U klasifikaciji, glavni zadatak je odrediti vrstu bakterije.

Vrsta je grupa blisko povezanih organizama koji imaju isto porijeklo i odlikuju se određenim morfološkim, biohemijskim i fiziološkim karakteristikama koje doprinose prilagođavanju na određeno stanište.

Vrste se udružuju u rodove, rodovi u porodice, a zatim slijede redovi, klase, odjeli i kraljevstva. Tip bakterije se opisuje pomoću karakteristika: morfoloških, kulturnih, fiziološko-biohemijskih itd.

Morfološke karakteristike su oblik ćelije, prisustvo ili odsustvo flagela, kapsula, sposobnost sporulacije i bojenje po Gramu.

Kulturološke karakteristike uključuju opšti izgled kolonije bakterija, prisustvo pigmenta itd.

Fiziološke i biohemijske karakteristike su način dobijanja energije, potreba za nutrijentima, odnos prema faktorima sredine itd.

Najmodernija odrednica za identifikaciju bakterija je “Bergieova kratka determinanta bakterija”, koja najpotpunije opisuje poznate bakterije. U 8. izdanju ovog ključa, sve bakterije, osim cijanobakterija, grupisane su u 19 dijelova. Ispod je njihov kratak opis:

Dio 1. Fototrofne bakterije. Ovaj dio sadrži grupirane fotosintetske bakterije, koje karakterizira specifičan skup pigmenata i posebna vrsta fotosinteze: ljubičaste bakterije i zelene sumporne bakterije. Pigmenti su predstavljeni raznim vrstama bakteriohlorofila i karotenoida. Fotosinteza nije praćena oslobađanjem kisika. To su pretežno vodeni mikroorganizmi.

Dio 2. Klizne bakterije. Sastav bakterija u ovom dijelu uključuje dva reda: miksobakterije (Mixobacteriales) i citofage (Cytoppagales). Prvi red uključuje bakterije koje formiraju sloj sluzi oko ćelije. Bakterije su pokretne. Miksobakterije formiraju takozvana plodna tijela, unutar kojih ćelije ulaze u stanje mirovanja. Drugi red uključuje bakterije koje su po načinu kretanja slične miksobakterijama, ali ne formiraju plodna tijela. Red uključuje četiri porodice pretežno vodenih bakterija.

Dio 3. Chlamydobacteria. Ovaj dio se sastoji od filamentoznih bakterija okruženih zajedničkom vaginom i sluznicom. Vagina se sastoji od heteropolisaharida, često obloženog oksidima željeza ili mangana. Nalazi se u vodenim tijelima i tlu.

Dio 4. Bakterije pupoljke i (ili) stabljike. Ovaj dio uključuje bakterije koje formiraju dodatke (stabljike), koje se sastoje od sluzi i stanica koje nisu povezane s citoplazmom, kao i bakterije koje formiraju filamentozne stanične izrasline - prosteke. Bakterije su široko rasprostranjene u tlu i vodenim tijelima.

Dio 5. Spirohete. Ovaj dio okuplja bakterije koje imaju izgled tankih spiralnih jednoćelijskih oblika. Mnoge bakterije su patogene, uzrokujući sifilis i povratnu groznicu.

Dio 7. Gram-negativne aerobne šipke i kokice. Ovaj dio bakterija uključuje pet porodica, od kojih je jedna - Pseudomonas - široko rasprostranjena u prirodi: u zraku, tlu, moru i slatkim vodama, mulju, kanalizaciji i prehrambenim proizvodima. Kod potonjeg bakterije ove porodice uzrokuju kvarenje.

Dio 8. Gram-negativni fakultativni anaerobni štapići. Ovaj dio uključuje dvije porodice: Enterobacteriaceae i Vibrionaceae. Enterobacteriacea je gram-negativni, aerobni ili fakultativno anaerobni bacili bez spora. Najproučavaniji predstavnici ove porodice su bakterije Escherichia coli, koje se uvijek nalaze u crijevima ljudi i životinja, pa se kontaminacija vode i prehrambenih proizvoda procjenjuje po prisutnosti E. coli u njima. E. coli spada u oportunističke bakterije. Bakterije ove porodice iz rodova Salmonella i Shigella spadaju u uzročnike teških crijevnih bolesti kod ljudi. Bakterije Salmonella typhi su uzročnici trbušnog tifusa. Bakterije iz roda Shigella su uzročnici bakterijske dizenterije. Porodica Vibrionaceae uključuje bakterije vrste Vibrio cholerae, uzročnika azijske kolere.

Dio 9. Gram-negativne anaerobne bakterije. Bakterije grupisane u ovom dijelu pripadaju porodici Bacteroidaceae. Sve su to štapovi; Ovo su obavezni anaerobi. Glavno stanište ovih bakterija su crijeva ljudi i životinja, te probavni trakt insekata. Neke vrste su patogene i uzrokuju različite lezije kože, niza organa i tkiva u tijelu.

Dio 13. Bakterije koje proizvode metan. Ovaj dio predstavlja jedna porodica - Methanobacteriaceae. Sve bakterije su homogene po fiziološkim karakteristikama: obavezni su anaerobi; glavni proizvod energetskog metabolizma je metan. Glavna staništa su močvare, razni tretmani i burag preživara.

Dio 14. Gram-pozitivne koke. Ovaj dio uključuje dvije grupe. Prva grupa su aerobne i (ili) fakultativne anaerobne bakterije iz porodica Micrococcaceae i Streptococcaceae. Druga grupa su obvezni anaerobi iz porodice Peptococcaceae. Bakterije iz porodice Micrococcaceae su koke koje se dijele u više od jedne ravnine, ponekad se ne razilaze, formirajući grozdove sfernog ili nepravilnog oblika. Energija se dobija disanjem ili fermentacijom. To su uglavnom saprofiti koji uništavaju mnoge složene organske tvari i djeluju kao "čistači". Mnogi od njih su uzročnici kvarenja hrane. Među njima postoje patogeni oblici koji pripadaju rodu Staphylococcus. Razvijajući se na prehrambenim proizvodima, proizvode toksine koji uzrokuju trovanje.

Bakterije iz porodice Streptococcaceae su koke, nepomične, bez spora, fakultativno anaerobne. Bakterije iz rodova Streptococcus, Pediococcus, Aerococcus su homofermentativna mliječna kiselina; bakterije iz roda Leuconostoc su heterofermentativne bakterije mliječne kiseline.

Bakterije iz porodice Peptococcaceae su obavezne anaerobne koke koje žive u tlu, na površini žitarica, u usnoj šupljini, gastrointestinalnom traktu i respiratornom traktu ljudi i životinja; neke vrste su patogene.

Dio 15. Štapići i kokije koje formiraju endospore. Ovaj dio predstavlja jedna porodica - Bacillaceae, koja uključuje pet rodova. Dva od njih - bacili (Bacillus) i klostridije (Clostridium) - su najbrojniji i predstavljaju najveći interes. Bacili su bakterije u obliku štapa; većina njih je mobilni; formiraju endospore; obavezni ili fakultativni aerobi. Bacili sintetiziraju različite litičke enzime koji razgrađuju proteine, masti, polisaharide i druge makromolekule. Neke vrste proizvode antibiotike. Većina su saprofiti. Glavno stanište je tlo. Mnogi bacili su uzročnici kvarenja hrane. Među njima postoje vrste patogene za ljude i životinje, na primjer Bacillus anthracis, uzročnik antraksa.

Rod Clostridium uključuje štapiće koji se razlikuju od bacila po obliku sporulacije i obaveznom anaerobnom načinu postojanja. Uzrokuju fermentaciju maslačne kiseline, većina klostridija su saprofiti, stanovnici tla. Neke vrste žive u crijevima ljudi i životinja, na primjer Cl. teteni -- uzročnik tetanusa, Cl. perfringens je uzročnik gasne gangrene, CL botulinum je proizvođač egzotoksina, jednog od najmoćnijih bioloških otrova.

Dio 16. Gram-pozitivne asporogene štapićaste bakterije. Ovaj deo takođe predstavlja jedna porodica - Lactobacilaceae, koja obuhvata jedan rod - Lactobacillus. Bakterije dobijaju energiju kroz homofermentativnu ili heterofermentativnu mliječno kiselinsku fermentaciju i široko su rasprostranjene u prirodi: u tlu, na raspadajućim životinjskim i biljnim ostacima, u crijevima kralježnjaka, u mlijeku i mliječnim proizvodima. Postoje patogeni oblici. Mnoge bakterije se koriste u proizvodnji fermentisanih mliječnih proizvoda, sireva, kiselog povrća, tijesta itd.

Dio 17. Aktinomiceti i srodni organizmi. Ovaj dio kombinira korinebakterije, bakterije propionske kiseline i aktipomicete.

Od postojećih vrsta bakterija propionske kiseline, vrsta od najvećeg interesa u mikrobiologiji prehrambenih proizvoda je vrsta Propionibacterium freudenreichii iz roda Propionibacterium. Bakterije ovog roda su gram-pozitivne, nepomične šipke koje ne stvaraju spore. Ovo su obavezni anaerobi. Bakterije propionske kiseline se široko koriste u proizvodnji sira.

Aktinomiceti uključuju bakterije koje formiraju razgranate niti i ponekad razvijeni micelij. Imaju različite metode razmnožavanja. Većina aktinomiceta se razmnožava pomoću spora proizvedenih na sporangijama, koje mogu biti dugačke ili kratke, ravne ili spiralnog oblika s različitim brojem kovrča i mjesta. Aktinomicete su zastupljene sa dvije porodice: Mycobacteriaceae i Streptomycetaccae. Porodicu Mycobacteriaceae predstavlja jedan rod - Mycobacterium, čija je karakteristična karakteristika formiranje granastih oblika u mladoj dobi.

Većina mikobakterija su saprofiti, žive u tlu i koriste široku paletu organskih spojeva: proteine, ugljikohidrate, masti, voskove, parafine. Neke vrste su patogene, na primjer M. tuberculosis - uzročnik tuberkuloze, M. leprae - uzročnik lepre.

Predstavnici porodice Streptomycetaceae formiraju dobro razvijen zračni micelij i razmnožavaju se sporama formiranim na krajevima hifa i komadićima micelija. Postoji oko 500 vrsta. Mnogi streptomiceti sintetiziraju antibiotike koji djeluju protiv bakterija, gljivica, algi, protozoa, faga i imaju antitumorski učinak.

Dio 18. Rickettsia. Ovaj dio uključuje dva reda bakterija - rikecije (Rickettsiales) i klamidije (Chlamydiales).

Rikecije su nepomične bakterije koje se razmnožavaju gram-negativno samo u ćelijama domaćinima, uzrokujući rikeciozu. Postoje nepatogene vrste.

Dio 19. Mycoplasmas. Mikoplazme su prokarioti koji nemaju ćelijski zid i ograničeni su jednom troslojnom membranom. Ćelije su vrlo male, ponekad ultramikroskopske, pleomorfne. Način reprodukcije nije sasvim jasan; Očigledno, nastaje zbog formiranja kokoidnih struktura "elementarnih tijela"; moguća je dvoparna podjela i reprodukcija pupanjem. Faze mirovanja su nepoznate. U smislu količine genetske informacije sadržane u genomu, mikoplazme zauzimaju srednju poziciju između E. coli i T-faga.

Mikrobiologija je grana biologije koja proučava obrasce života i razvoja mikroorganizama u jedinstvu sa okolinom.

Ova nauka proučava svojstva mikroorganizama i procese koje oni izazivaju u makroorganizmu.

Mikrobiologija je podijeljena na sekcije: Opća i medicinska. Medicinski za opće, privatne i sanitarne.

Opća mikrobiologija - proučava strukturu i vitalnu aktivnost mikroorganizama, naslijeđe, varijabilnost, fiziologiju, razvojne cikluse.

medicinska mikrobiologija - proučava patogene mikroorganizme koji uzrokuju bolesti kod ljudi.

Mikroorganizmi koji ne izazivaju bolest nazivaju se - saprofiti. Postoje bolesti uzrokovane oportunističkom mikroflorom; bolesti se razvijaju kada mikroorganizmi uđu u određeno stanište koje nije tipično za njih.

Privatna mikrobiologija - proučava specifične patogene i dijagnostičke metode.

Medicinska mikrobiologija je povezana sa drugim medicinskim disciplinama kao što su zarazne bolesti, epidemiologija, opšta higijena, genetika, anatomija i fiziologija čoveka, sestrinstvo, latinski jezik i dr.

Četiri kraljevstva života.

Svijet mikroorganizama je raznolik. Kako su otkriveni i proučavani, mikroorganizmi su podijeljeni u grupe:

1. Bakterije

2. Blistave pečurke

3. Nitaste pečurke

4. Kvasne pečurke

5. Plavo-zelene alge

6. Spirohete

7. Protozoe

8. Rickettsia

9. Mikoplazme

10. Virusi

11. Plazmidi

Jedino što im je zajedničko je njihova mikroskopska veličina. Ovi se organizmi razlikuju jedni od drugih na mnogo načina: po nivou organizacije svojih genoma, prisutnosti i sastavu sistema za sintezu proteina i ćelijskog zida.

Prema ovim karakteristikama sva živa bića se dijele na 4 carstva: eukarioti, prokarioti, virusi i plazmidi. Prokarioti uključuju bakterije, plavo-zelene alge, spirohete, aktinomicete, rikecije i mikoplazme. Protozoe, filamentne gljive i kvasci su eukarioti.

Karakteristične karakteristike navedenih kraljevstava života su sljedeće:

prokarioti - To su organizmi koji nemaju formirano jezgro, već samo prethodnika - nukleoid. Predstavljen je sa 1 ili nekoliko hromozoma, koji se sastoje od DNK i slobodno su locirani u citoplazmi, a nisu od nje ograničeni nikakvom membranom. Prokarioti nemaju mitotički aparat, nukleolus ili mitohondrije. Imaju ribozome sa ćelijskom stijenkom koja sadrži peptidoglikan. Prema vrsti disanja - aerobni i anaerobni. Kreću se uz pomoć flagela, ugrađenih u prokariote od proteina flagelina i ne sadrže mikrotubule.

eukarioti - imaju jezgro ograničeno od citoplazme nuklearnom membranom, mitotički aparat i nukleolus, ribozome, mitohondrije, ne sadrže peptidoglikan, svi su aerobni. Pokretljivost je obezbeđena flagelama i sastoji se od proteina tubulina, koji predstavlja sistem mikrotubula.

Genom – kompletan skup genetskih informacija.

Da bi se definisao pojam „mikroorganizma“, potrebno je odrediti glavni kriterijum koji bi razlikovao živo od neživog. Gen je jedini nosilac i čuvar života. Razlika između živih i neživih bića je prisustvo njihovog sopstvenog genetskog sistema. Svako ko ima svoj genetski sistem smatra se organizmom.

Mikroorganizmi su predstavnici svih kraljevstava života nevidljivi golim okom, zauzimaju niže etape evolucije, ali igraju važnu ulogu u ciklusu tvari u prirodi, patologiji biljaka, životinja i ljudi.

Principi sistematike i klasifikacije bakterija.

Sistematika se bavi opisom vrsta organizama, utvrđivanjem stepena srodnih odnosa između njih i njihovim kombinovanjem u klasifikacijske jedinice (taksone). Klasifikacija je sastavni dio taksonomije. Svodi se na raspodjelu organizama u skladu sa njihovim karakteristikama u različite taksone. Taksonomija- nauka o principima i metodama distribucije (klasifikacije) organizama u hijerarhijskom planu. Osnovna taksonomska jedinica u biologiji je vrsta.

Velike taksonomske jedinice: rod, porodica, red, klasa. Dodatne kategorije: podrod, podtip, podred, podklasa.

Vrsta je grupa organizama koji su međusobno blisko povezani, imaju zajednički korijen porijekla, u datoj fazi evolucije, odlikuju se određenim morfološkim, biohemijskim i fiziološkim karakteristikama, izolovanom selekcijom od drugih vrsta i prilagođeni su specifično stanište.

Specifične karakteristike mikroorganizama, brojne karakteristike i svojstva koriste se za njihovu klasifikaciju:

1. Morfološke karakteristike – veličina, oblik i priroda relativnog položaja.

2. Tinktorijalna svojstva - mogućnost farbanja raznim bojama. Važna karakteristika je boja po Gramu, koja zavisi od strukture i hemijskog sastava ćelijskog zida. Kada se stanični zid uništi ili izgubi (u slučaju L-transformacije), one postaju gram-negativne. Na osnovu ove karakteristike, sve bakterije se dijele na gram-negativne (crveno obojene) i gram-pozitivne (ljubičaste).

3 Kulturna dobra- Značajke rasta bakterija na tekućim i čvrstim hranjivim podlogama. Rast u tečnim medijima sa stvaranjem filma, sedimenta, zamućenja.

Rastom na gustim hranjivim podlogama u obliku kolonija, čini se da je moguće odrediti: oblik, veličinu, rubove kolonija, površinu, prozirnost i druga svojstva.

U mikrobiologiji se koriste posebni termini:

Ø Kolonija- izolirana struktura vidljiva golim okom, nastala kao rezultat razmnožavanja i nakupljanja bakterija tokom određenog perioda inkubacije.

Ø Period inkubacije– vrijeme rasta bakterija.

Kolonija se formira od jedne roditeljske ćelije ili nekoliko identičnih ćelija. Subkulturom iz izolirane kolonije može se dobiti čista kultura patogena.

Ø Kultura– Cijeli skup bakterija uzgojenih na čvrstom ili tekućem hranljivom mediju.

Ø Čista kultura patogena- jedna vrsta bakterija koja se uzgaja na gustom hranljivom mediju. Kako bi se izbjegle dijagnostičke greške u bakteriologiji, proučavaju se svojstva samo čistih homogenih kultura.

Ø Procijedite- konkretan primjer date vrste.

4. Pokretljivost bakterija – razlikuju pokretne i stacionarne.Mobilni se dijele na puzeće ili klizne, plutajuće, pokretne u valovima.

5. Sporulacija - Oblik i priroda rasporeda spora u ćeliji.

6.Fiziološka svojstva – načini ishrane, vrste disanja, rasta i razmnožavanja.

7.Biohemijska svojstva – sposobnost fermentacije (razgradnje) ugljikohidrata, proteolitička aktivnost, stvaranje indola, sumporovodika.

8. Genosistimatika - Proučavanje nukleotidnog sastava DNK i karakteristika genoma. Precizna metoda za utvrđivanje genetske veze između bakterija je određivanje stepen homologije DNK.Što je više identičnih gena, to je veći stepen homologije DNK i bliži je genetski odnos. Metoda molekularne hibridizacije DNK-DNK koristi se za taksonomiju bakterija. Ako raspon homologije DNK od 60 do 100% određuje pripadnost istoj vrsti, stepen homologije od 40 do 60% određuje pripadnost različitim rodovima.

Tema: Morfologija bakterija.

Bakterije imaju specifičan oblik i veličinu, koji se izražavaju u mikrometrima (µm). Postoje glavni oblici bakterija: sferni ili kokoidni (od grčkog kokkos - zrno); u obliku štapa, uvijen, nalik na niti. Osim toga, postoje bakterije koje imaju trokutast oblik, zvjezdasti, pločasti, a postoje i četvrtaste bakterije.

Kokoidne patogene bakterije.

Imaju oblik pravilne lopte, neke su u obliku graha i kopljaste. Prema prirodi relativnog položaja ćelija nakon diobe, koki se dijele u grupe:

1. Micrococci(od latinskog micros - mali) Podijeljeno u jednoj ravni, raspoređeno pojedinačno, nasumično; saprofiti, nisu patogeni za ljude.

2. Diplococci(od lat.diplos - dvostruko) Podjela se dešava u jednoj ravni formiranjem parova ćelija koje su ili u obliku graha (poput predstavnika gonoreje-gonokoka), Gr (-) - obojene u crveno, ili lancetaste (kao uzročnik streptokokna pneumonija). Gr (+) – postaje ljubičasta.

3. Streptokoki(od grčkog streptos - lanac) Podjela se događa u jednoj ravni, ali nakon razmnožavanja, stanice održavaju veze jedna s drugom, formirajući lance različite dužine, koji podsjećaju na nizove perli. Streptokoki su patogeni za ljude - uzrokuju upalu grla, šarlah, gnojne upale i druge. . Gr (+) – postaje ljubičasta.

4. Staphylococcus(od latinskog staphule - grozd.) Dijele se u nekoliko ravnina, formirajući ćelije raspoređene u grozdove nalik grozdovima. Česti su uzročnici gnojnih upala. Gr (+) – postaje ljubičasta.

5. Tetracocci(od latinskog tetra - četiri.) Podjela ćelije u dvije međusobno okomite ravni sa formiranjem tetrada. Vrste patogene za ljude su rijetke. Gr (+) - ljubičasta boja.

6. Sarcins(od latinskog sarcina - snop, bala.) Podjela ćelija u tri međusobno okomite ravni sa formiranjem paketa (bala) od 8, 16, 32 ili više jedinki. Pronađeni u zraku, postoje uvjetno patogeni predstavnici.

Gr (+) – postaje ljubičasta.

Patogene bakterije u obliku štapa.

Izraz "bakterije" (od grčkog bakteria - štap) koristi se kao naziv za čitavo kraljevstvo prokariota i štapića koji ne stvaraju spore.

Štapići koji formiraju spore dijele se na:

Bacili (od latinskog bacillus - bacil) su predstavnik uzročnika antraksa (bacil antracit).

Klostridijum (od latinskog clostridium - vretenast) je predstavnik uzročnika tetanusa (Clostridium tetani).

Štapići su dugi, 3 mikrona, kao predstavnik uzročnika gasne gangrene (Clostridium novyi); kratki -1,5-3 mikrona poput E. coli (Escherichia coli) i većine patogena crijevnih infekcija; vrlo kratak – manji od 1 µm kao predstavnik uzročnika bruceloze (brucella meiitensis).

Krajevi štapića mogu biti zaobljeni kao kod E. coli, zadebljani kao kod uzročnika difterije. Štap može imati jajoliki oblik kao uzročnik kuge (Yersinia pestis).

Po promjeru se dijele na tanke, poput uzročnika tuberkuloze (Mycobactvrium tuberculosis), i debele, poput uzročnika plinske gangrene (Clostridium perfringens).

Na osnovu relativnog položaja bakterija, dijele se u 3 grupe:

Monobakterije- štapovi su raspoređeni pojedinačno i nasumično. Gr (-)-boja

Diplobacteria- raspoređeni u parovima. u crvenoj boji

Streptobacili- raspoređeni u lancu.

Zamršene patogene bakterije.

Na osnovu broja i prirode kovrča, kao i prečnika ćelija, dijele se u 2 grupe:

1. Vibrios(od grčkog Vibrio - savijam) imaju jedan zavoj, predstavnik uzročnika kolere.

2. Spirilla(od grčkog Speira - kovrča) predstavnik spirohete.

Struktura bakterijske ćelije.

Ćelija je univerzalna strukturna jedinica svih živih bića. U svom sastavu mogu se razlikovati sljedeće strukture:

I. ćelijski zid- karakterističan samo za bakterije (osim mikoplazme). Obavlja sljedeće funkcije:

Ø Određuje i održava stalan oblik bakterija.

Ø Štiti ćeliju od djelovanja mehaničkih i osmotskih sila vanjske sredine.

Ø Učestvuje u regulaciji rasta i deobe ćelija.

Ø Omogućava komunikaciju sa vanjskim okruženjem.

Ćelijski zid karakteriše prisustvo jedinstvenog hemijskog jedinjenja - peptidoglikana, koji ćeliji daje važna imunobiološka svojstva:

Ø Peptidoglikan aktivira imuni sistem i aktivira sistem komplementa.

Ø Štiti bakterije, posebno gram-pozitivne, od fagocitoze.

Ø Podstiče razvoj alergijskih reakcija (HRT)

Ø Ima antitumorsko dejstvo.

Ø Ima pirogeno dejstvo na organizam životinja i ljudi.

Ø Kršenje njegove sinteze dovodi do transformacije bakterije iz S - oblika u L - formu, uz pomoć čega patogen dugo perzistira u tijelu - jedan od glavnih razloga za prelazak bolesti iz od akutnog do hroničnog oblika. Shodno tome, L - transformacija je, kao i sporulacija, najvažniji oblik adaptacije bakterija na nepovoljne životne uslove.

II. Vanjska membrana – sastoji se od dva sloja lipida i skupa proteina lokaliziranih na mozaičan način. Dva glavna proteina povezana su s peptidoglikanom. Ovi porinski proteini formiraju difuzne pore kroz koje mali molekuli ulaze u ćeliju. Manji proteini obavljaju specifične funkcije: neki obezbjeđuju nutritivne mehanizme, učestvuju u olakšanoj difuziji, drugi u aktivnom transportu molekula preko vanjske membrane i regulaciji diobe stanica. Vanjska membrana djeluje kao barijera kroz koju velike molekule ne mogu prodrijeti u ćeliju, što je jedan od mehanizama rezistencije gram-negativnih bakterija na antibiotike.

Ako se bakterije stave u hipertonični rastvor, dolazi do dehidracije ćelija, citoplazma se smanjuje, a kao rezultat toga ćelije umiru - ova pojava se naziva plazmoliza. Ovo svojstvo se koristi za konzerviranje hrane korištenjem koncentriranih otopina soli ili šećera. Uzročnik botulizma i Staphylococcus aureus, koji su česti krivci trovanja hranom, otporni su na plazmolizu.

Ako se bakterije stave u hipotonični rastvor ili destilovanu vodu, onda se dešava suprotan fenomen - plazmoptiz- voda juri u ćelije, uzrokujući da one nabubre i propadaju.

III. Citoplazmatska membrana - je multifunkcionalna struktura:

Ø Citoplazmatska membrana prima sve hemijske informacije koje dolaze spolja.

Ø To je osmotska barijera, zbog koje se unutar ćelije održava određeni osmotski pritisak.

Ø Citoplazmatska membrana je zajedno sa ćelijskim zidom i uključena je u regulaciju rasta i diobe ćelija.

Ø Mjesto stvaranja energije u bakterijama.

Ø Citoplazmatska membrana je povezana sa flagelama, aparatom za regulaciju pokreta.

Ø Citoplazmatska membrana je uključena u procese transporta nutrijenata u ćeliju i otpadnih produkata iz ćelije. Sadrži proteine ​​uključene u olakšanu difuziju i aktivni transport.

Ø Učestvuje u biosintezi proteina stabilizujući ribozome.

Ø Učestvuje u formiranju mezozoma.

Citoplazmatska membrana je povezana sa procesima održavanja života ćelija: olakšanom difuzijom i aktivnim transportom. Zajedno sa ćelijskim zidom formira ćelijsku membranu.

IV. citoplazma - složen koloidni sistem. Sadrži nuklearni aparat - nukleoplazmu, koja od njega nije odvojena nikakvim membranama. Osim hromozoma, citoplazma mnogih patogenih bakterija sadrži plazmide. Citoplazma sadrži ribozome, mezozome, makromolekule (tRNK, aminokiseline, nukleotide), razne inkluzije (kapljice lipida, vosak, sumpor, granule glikogena poput klostridija, zrna valuta kao uzročnik difterije).

V. Periplazmatski prostor - nalazi se između citoplazmatske membrane i peptidoglikana. Mezozomi i pore iz ćelijskog zida otvaraju se u periplazmatski prostor. Ovaj prostor obezbeđuje interakciju između citoplazmatske membrane i ćelijskog zida.

VI. Kapsula – je mukozni sloj povezan sa ćelijskim zidom. Služi kao vanjski omotač bakterije. Neke patogene bakterije formiraju kapsulu samo u tijelu ljudi i životinja, kao što su uzročnici plinske gangrene i antraksa. Kapsula daje bakteriji mnoga važna svojstva:

v formira ljusku bakterija;

v štiti od isušivanja;

v nosi zalihe hranljivih materija;

v vakcine se pripremaju od komponenti kapsule za zaštitu od meningokoknih i pneumokoknih infekcija;

v su faktor patogenosti za bakterije: ili ih maskiraju od fagocita ili potiskuju fagocitozu. Gubitak sposobnosti sintetiziranja kapsule u pneumokoku, na primjer, praćen je potpunim gubitkom patogenosti.

VII. Flagella – neophodna za kretanje bakterija. Oni, primajući hemijski signal iz okoline, menjaju pravce kretanja i biraju optimalne uslove za svoje postojanje. Na osnovu lokacije flagela i njihovog broja, bakterije se dijele na:

1) Monotrichs- jedan polarno lociran bičak (kao Vibrio cholerae).

2) Lophotrichs- snop flagela na jednom kraju.

3) Amphitrichy- snopovi flagela na oba kraja.

4) Peritrichous- mnogo flagela oko ćelije (kao E. coli).

VIII. Spore - zaštitni oblik u nepovoljnim životnim uslovima. Ovo su neka vrsta ćelija u mirovanju. Veoma su otporne na sušenje, visoke temperature i hemikalije. Visoka otpornost (stabilnost) spora na djelovanje vanjskih faktora povezana je s prisustvom velike količine Ca u ljusci. Spore u ćeliji mogu biti locirane:

v centralno – kao uzročnik antraksa;

v subterminalni - kao kod uzročnika botulizma;

v terminalno - kao kod uzročnika tetanusa.

Povezane informacije.

Eukarioti i prokarioti. Većina mikroorganizama su jednoćelijska bića. Mikrobna stanica je odvojena od vanjskog okruženja ćelijskim zidom, a ponekad samo citoplazmatskom membranom, i sadrži različite subćelijske strukture. Postoje dvije glavne vrste stanične strukture koje se međusobno razlikuju po nizu osnovnih karakteristika. To su eukariotske i prokariotske ćelije. Mikroorganizmi koji imaju pravo jezgro nazivaju se eukarioti (eu - od grčkog pravi, karyo - jezgro). Mikroorganizmi s primitivnim nuklearnim aparatom klasificirani su kao prokarioti (prenuklearni).

Eukarioti uključuju gljive, alge i protozoe. Po strukturi su slične biljnim i životinjskim ćelijama. Bakterije i plavo-zelene alge (cijanobakterije) su klasifikovane kao prokarioti.

Eukariotska stanica ima jezgro odvojeno od okolne citoplazme dvoslojnom nuklearnom membranom s porama. Jezgro sadrži 1-2 nukleola - centre za sintezu ribosomske RNK i hromozoma - glavne nosioce nasljednih informacija, koje se sastoje od DNK i proteina. Tokom diobe, hromozomi se raspoređuju između ćelija kćeri kao rezultat složenih procesa - mitoze i mejoze. Citoplazma eukariota sadrži mitohondrije, a kod fotosintetskih organizama hloroplaste. Citoplazmatska membrana koja okružuje ćeliju prolazi unutar citoplazme u endoplazmatski retikulum; postoji i membranska organela - Golgijev aparat.

Prokariotske ćelije su jednostavnije. Nemaju jasnu granicu između jezgre i citoplazme, a nema ni nuklearne membrane. DNK u ovim ćelijama ne formira strukture slične eukariotskim hromozomima. Stoga se kod prokariota ne odvijaju procesi mitoze i mejoze. Većina prokariota ne formira intracelularne organele ograničene membranama.

Osim toga, prokariotske stanice nemaju mitohondrije ili hloroplaste.

U nastavku se razmatra samo struktura prokariotske (bakterijske) ćelije, budući da je struktura eukariotske ćelije obrađena u odgovarajućim kursevima iz botanike i zoologije.

Oblik bakterija. Bakterije su, u pravilu, jednoćelijski organizmi, njihova ćelija ima prilično jednostavan oblik, kuglu ili cilindar, ponekad zakrivljen. Bakterije se prvenstveno razmnožavaju dijeljenjem na dvije jednake ćelije.

Bakterije sfernog oblika nazivaju se koki (latinski, coccus - zrno) i mogu biti sferne, elipsoidne, u obliku graha i kopljaste.

Na osnovu položaja stanica jedna u odnosu na drugu nakon diobe, koki se dijele u nekoliko oblika. Ako se nakon diobe stanice razilaze i nalaze se pojedinačno, tada se takvi oblici nazivaju monokoki. Ponekad kokice, kada se dijele, formiraju grozdove nalik na grozd. Slični oblici pripadaju stafilokoku. Koke koje ostaju u povezanim parovima nakon podjele u jednoj ravni nazivaju se diplokoki, a oni koji formiraju lance različite dužine nazivaju se streptokoki (sl. 1, 2). Kombinacije četiri koka koje se pojavljuju nakon diobe stanica u dvije međusobno okomite ravni su tetrakoki. Neki koki se dijele u tri međusobno okomite ravnine, što dovodi do formiranja osebujnih grozdova kubičnog oblika zvanih sardine.

Većina bakterija je cilindričnog ili štapićastog oblika. Ranije su se svi štapićasti oblici nazivali bacili (latinski bacillum - mali štapić). Nakon 1875. godine, kada je njemački botaničar F. Cohn otkrio postojanje spora takozvanog Bacillus subtilis, štapićaste bakterije koje formiraju spore počele su se nazivati ​​bacili, a one koje ne stvaraju spore nazivane su bakterijama.

Bakterije u obliku štapa razlikuju se po obliku, veličini po dužini i promjeru, obliku krajeva ćelije, kao i po njihovom relativnom položaju. Mogu biti cilindrične sa ravnim krajevima ili ovalne sa zaobljenim ili šiljastim krajevima. Bakterije mogu biti i blago zakrivljene, nalaze se filamentozni i granasti oblici (na primjer, mikobakterije i aktinomicete).

Ovisno o relativnom rasporedu pojedinačnih stanica nakon diobe, štapićaste bakterije se dijele na same štapiće (pojedinačni raspored ćelija), diplobakterije ili diplobacile (parni raspored ćelija), streptobakterije ili streptobacile (formiraju lance različite dužine).

Često se nalaze naborane ili spiralne bakterije.

U ovu grupu spadaju spirile (od latinskog spira - uvojak), koje imaju oblik dugih zakrivljenih (od 4 do 6 zavoja) šipki, i vibrije (latinski vibrio - savijam), koji čine samo 1/4 zavoja spirale. , slično zarezu (slika 3).

Poznati su filamentozni oblici bakterija koji žive u vodenim tijelima. Pored navedenih, postoje i višećelijske bakterije koje nose etičke izrasline na površini protoplazmatske ćelije - prosteke, trokutaste i zvjezdaste bakterije, kao i one koje imaju oblik zatvorenog i otvorenog prstena i bakterije u obliku crva.

Veličine bakterija. Bakterijske ćelije su veoma male. One se mjere u mikrometrima, a detalji fine strukture u nanometrima. Koki obično imaju prečnik od oko 0,5-1,5 mikrona. Širina štapićastih (cilindričnih) oblika bakterija u većini slučajeva kreće se od 0,5 do 1 mikrona, a dužina je nekoliko mikrometara (2-10). Male šipke imaju širinu od 0,2-0,4 i dužinu od 0,7-1,5 mikrona. Među bakterijama mogu biti i pravi divovi, čija dužina doseže desetine, pa čak i stotine mikrometara. Oblici i veličine bakterija značajno variraju u zavisnosti od starosti kulture, sastava medijuma i njegovih osmotskih svojstava, temperature i drugih faktora.

Od tri glavna oblika bakterija, koke su najstabilnije veličine; štapićaste bakterije su varijabilnije, a dužina ćelije se posebno značajno mijenja.

Bakterijska stanica smještena na površini čvrstog hranjivog medija raste i dijeli se, formirajući koloniju potomaka bakterija. Nakon nekoliko sati rasta, kolonija se već sastoji od tako velikog broja ćelija da se može vidjeti golim okom. Kolonije mogu imati ljigavu ili pastoznu konzistenciju, au nekim slučajevima su pigmentirane. Ponekad je izgled kolonija toliko karakterističan da omogućava identifikaciju mikroorganizama bez većih poteškoća.

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 odlikuju 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 - streptokoke; 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 međusobne veze 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.

Uvijeni (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, odnosno bojenje se vrši jednom bojom, a bris se boji jednom bojom. Na primjer, metilensko plavo. Ova mrlja 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 brojne boje, jedke i diferencirajuće tvari. Kompleksne metode bojenja uključuju metode Gram, Nesser, Ozheshko, itd.

L.V. Timoschenko, M.V. Chubik