Sistemática y morfología de microorganismos. Métodos de clasificación de bacterias basados ​​en el estudio de su morfología.

La morfología de los microorganismos es una ciencia que estudia su forma, estructura, métodos de movimiento y reproducción.

Los microbios que se encuentran con mayor frecuencia durante la preparación de alimentos son bacterias, mohos, levaduras y virus. La mayoría de los microbios son organismos unicelulares, cuyo tamaño se mide en micrómetros - micrones (1/1000 mm) y nanómetros - nm (1/1000 micrones).

Bacterias.

Las bacterias son los microorganismos unicelulares más estudiados con un tamaño de 0,4 a 10 micrones. La forma de las bacterias es esférica, en forma de bastón y enrevesada (Fig. 1). Las bacterias esféricas se llaman cocos.

Dependiendo del tamaño y la ubicación de las células, se pueden distinguir micrococos (células individuales), diplococos (un grupo de dos células), estreptococos (en forma de una cadena de células), estafilococos (grupos de células en forma de un racimo de uvas). ) se encuentran. El tamaño de las células de las bacterias esféricas es de 0,2 a 2,5 micrones.

Las bacterias en forma de bastón se encuentran en forma de bastones simples, así como en forma de bastones dobles y conectados en una cadena.

Las bacterias convolutas tienen una variedad de formas celulares, que tienen diferentes longitudes y grosores. Estos incluyen vibrios, espirillas y espiroquetas.

La longitud de las bacterias con forma de bastón y convolutas es de 1 a 5 µm.

El tamaño y la forma de las bacterias pueden cambiar según diversos factores ambientales.

La estructura de una célula bacteriana.

La célula está separada del ambiente externo por una densa membrana: la pared celular. La pared celular representa del 5 al 20% de la materia seca de la célula. La pared celular es el marco de la célula, le da una determinada forma, la protege de influencias externas adversas y participa en el intercambio de sustancias entre la célula y el medio ambiente.

La capa exterior de la cáscara de muchas bacterias puede contener moco, formando una cubierta protectora: una cápsula.

La parte principal de la célula es el citoplasma, una masa proteica viscosa, semilíquida y transparente impregnada de savia celular. El citoplasma protege a la célula del daño mecánico y la desecación. El citoplasma contiene nutrientes de reserva (granos de almidón, gotitas de grasa, glucógeno, proteínas) y otras estructuras celulares. En el citoplasma hay estructuras de membrana: mesosomas. Los mesosomas contienen enzimas. El citoplasma contiene el aparato nuclear de la célula bacteriana, que se llama nucleoide. Es una doble hélice de ADN en forma de anillo cerrado.

Algunas bacterias tienen flagelos. Los flagelos son filamentos finos y retorcidos en espiral. Con la ayuda de los flagelos, algunos tipos de bacterias pueden moverse activamente. Las bacterias esféricas (cocos) están inmóviles. Algunos tipos de bacterias con forma de bastón son móviles y todas son enrolladas. Las bacterias pueden moverse usando cilios.

La membrana citoplasmática separa el contenido celular de la pared celular. Es semipermeable y juega un papel importante en el intercambio de sustancias entre la célula y el medio externo.

El citoplasma también contiene ribosomas y diversas inclusiones. Los ribosomas en el citoplasma se presentan en forma de pequeños gránulos. Están compuestos por aproximadamente la mitad de ácido ribonucleico (ARN) y proteínas. El ARN participa en la síntesis de proteínas.

Reproducción. Las bacterias se reproducen asexualmente, principalmente dividiendo la célula en dos partes.

La reproducción se produce en condiciones favorables. Un rasgo característico de la proliferación de bacterias es la velocidad del proceso. La duración de la reproducción bacteriana es de 30 minutos a varias horas. Los nombres de los microorganismos constan de dos palabras latinas, la primera significa género y la segunda especie.

Algunas bacterias con forma de bastón, en condiciones desfavorables, forman esporas (citoplasma condensado cubierto por una membrana densa). Las esporas no requieren nutrición y no pueden reproducirse, pero permanecen viables a altas temperaturas, secando, congelando durante varios meses (bacilo botulinus) o incluso muchos años (bacilo del ántrax). Las esporas mueren durante la esterilización (calentamiento a 120°C durante 29 minutos). En condiciones favorables, germinan hasta convertirse en una célula bacteriana ordinaria (vegetativa). Las bacterias formadoras de esporas se llaman bacilos.

Los hongos constituyen un gran grupo de organismos que se clasifican en un reino separado, Mycota. Los hongos están muy extendidos en la naturaleza. Los hongos son eucariotas. El reino de los hongos incluye hongos filamentosos microscópicos (moho).

Estructura. Las células de los hongos del moho tienen la forma de hilos alargados entrelazados: hifas con un espesor de 1 a 15 micrones, que forman el cuerpo del moho, micelio (micelio), que consta de una o más células. En la superficie del micelio se desarrollan cuerpos fructíferos en los que maduran las esporas.

Estructura. Las células de los hongos microscópicos tienen forma alargada y se llaman hifas. Las hifas entrelazadas, en forma de hilos, forman el cuerpo del hongo en forma de algodón, pelusa y otras formaciones similares, que se llama micelio o micelio. El micelio consta de dos partes: la parte superior fructífera y la inferior, que sirve para adherirse al medio nutritivo, el sustrato, y alimentar al hongo. Los hongos son visibles a simple vista.

Las células miceliales tienen una pared celular que tiene propiedades protectoras. La pared celular también determina la forma de la célula. El interior de la célula está lleno de citoplasma, que contiene núcleos, ribosomas, mitocondrias y vacuolas.

Los núcleos regulan el proceso de metabolismo, reproducción y transmisión de características hereditarias. Los ribosomas son el centro de la síntesis de proteínas y los procesos energéticos tienen lugar en las mitocondrias. Las vacuolas son cavidades redondas llenas de savia celular, donde se depositan los nutrientes de reserva (glucógeno, grasa, volutina).

Reproducción. Los hongos microscópicos se reproducen principalmente de dos formas: asexual (vegetativamente) y sexualmente.

Durante la reproducción asexual se forman esporas.

Durante la reproducción sexual, primero se fusionan dos células cercanas. Entonces, el proceso de reproducción ocurre de manera diferente en diferentes tipos de hongos. Algunos producen una célula llamada cigoto, que luego germina. En otros hongos se forma un cuerpo fructífero, en cuyo interior se desarrollan bolsas (ascas) con esporas. Una vez en condiciones favorables, las esporas maduran y la bolsa se rompe. Las esporas de hongos son muy resistentes a las influencias externas y pueden permanecer viables durante varios años.

Los hongos microscópicos necesitan oxígeno para su desarrollo, es decir, son aerobios y se reproducen sólo con acceso al aire. Las condiciones óptimas para su reproducción son una temperatura de 25-35 ° C y una humedad relativa del aire del 70-80%.

En estructura, las células del moho se diferencian de las células bacterianas en que tienen uno o más núcleos y vacuolas (cavidades llenas de líquido celular).

Las levaduras son microorganismos eucariotas. Constituyen un gran grupo de microorganismos unicelulares no móviles que se encuentran muy extendidos en la naturaleza. La mayoría de las levaduras pertenecen a la clase de los hongos: los ascomicetos y tienen forma redonda, ovalada, ovoide y alargada. Los tamaños de las células de levadura varían de 2 a 12 micrones.

Las levaduras están muy extendidas en la naturaleza. Son capaces de descomponer (fermentar) los azúcares en alcohol y dióxido de carbono.

Estructura celular. Las células de levadura están separadas del ambiente externo por una pared celular. Protege la célula de influencias adversas y determina su forma. Debajo de la pared celular se encuentra la membrana citoplasmática, que desempeña un papel importante en el metabolismo. La célula está llena de citoplasma, que contiene el núcleo, las mitocondrias, los ribosomas y las vacuolas.

El núcleo está rodeado por una doble membrana. Las funciones del núcleo son la regulación de los procesos metabólicos y otros procesos químicos en la célula, la transmisión de características hereditarias.

Las mitocondrias son pequeñas partículas de diversas formas. En ellos tienen lugar procesos energéticos y se almacena energía.

Los ribosomas son cuerpos diminutos que son el centro de la síntesis de proteínas. Las vacuolas son vesículas llenas de savia celular. Dentro de las vacuolas hay sustancias de almacenamiento: grasas, carbohidratos (glucógeno), volutina.

Reproducción. En condiciones favorables, la levadura se reproduce de dos formas: asexual o vegetativamente (brotación) y sexualmente (formación de esporas).

La propagación vegetativa procede de la siguiente manera. Primero, se forma un pequeño tubérculo en la célula original (madre), una yema, que aumenta de tamaño a medida que crece. Al mismo tiempo, el núcleo se divide en dos partes. Uno de los núcleos con parte del citoplasma y otros elementos de la célula pasa a la célula joven (hija).

A medida que la célula hija crece, la constricción que la conecta con la célula madre se estrecha, por lo que la célula hija parece estar desatada y luego se rompe y se separa de la célula madre. Este proceso se lleva a cabo durante varias horas.

La esporulación también puede ocurrir mediante la fusión de dos células vegetativas para formar un cigoto, que luego produce esporas que germinan en células vegetativas. Luego se reproducen por gemación.

Los virus son microorganismos muy pequeños, cuyo tamaño oscila entre 35 y 125 nanómetros, por lo que sólo pueden detectarse mediante un microscopio electrónico.

Los virus tienen forma redonda, espiral y también en forma de bastones y poliedros. Tienen una estructura simple y difieren en su composición química.

Los virus no tienen estructura celular. Son resistentes al secado y a las bajas temperaturas. Su destrucción se produce cuando se calienta hasta 60-80 °C.

Los virus causan una serie de enfermedades graves: viruela, sarampión, polio, gripe, etc. Al penetrar en las células huésped, el virus se multiplica y provoca su muerte.

Preguntas para el autocontrol

1. Bacterias. Estructura. Clasificación. Reproducción.

2. Hongos. Estructura. Clasificación. Reproducción.

3. Levadura. Estructura. Clasificación. Reproducción.

4. Virus. Estructura. Clasificación. Reproducción.

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Morfología de los microorganismos.

Los microorganismos incluyen seres vivos microscópicos que no forman clorofila, incluidas bacterias y hongos (mohos, levaduras, actinomicetos).

La mayoría de los microbios son unicelulares y sólo unos pocos son multicelulares. El grupo unicelular incluye bacterias, protozoos, levaduras y ciertos tipos de mohos, y el grupo multicelular incluye bacterias filamentosas y la mayoría de los mohos. Los virus no tienen una estructura celular como otros microorganismos.

Bacterias. Forma y tamaño de las bacterias. Según su apariencia, existen tres formas principales de bacterias: esféricas (cocos), en forma de bastón (cilíndricas) y convolutas (Fig. 8).

Arroz. 8. Principales formas de bacterias: 1 - micrococos; 2 - diplococos; 3 - estreptococos; 4 - tetracocos; 5 - sarcinas; 6 - estafilococos; 7 - bacilos; 8 - bacterias; 9 - estreptobacterias; 10 - vibrios; 11 - espirilla; 12 - espiroquetas

El tamaño de las bacterias puede variar según las condiciones de vida y la influencia del entorno externo (nutrición, temperatura, humedad, etc.). El tamaño de las formas cocoides varía de 0,75 a 2 micrones, en forma de varilla de 0,3-1 a 2-10 y convolutas de 0,1-0,15 a 3-20 micrones.

Cocos: la mayoría de ellos tienen la forma de una bola regular, pero algunos tipos son alargados y se parecen a una vela, una lanceta o frijoles. Dependiendo de la posición relativa de las células (después de la división), los cocos se dividen en micrococos: cocos únicos ubicados al azar; diplococos - dispuestos en pares; estreptococos: forman una cadena cuando los cocos se dividen en un plano; tetracocos: combinaciones de cuatro cocos; Sarcinos: cocos conectados en forma de paquetes, y estafilococos, racimos de cocos que recuerdan a racimos de uvas.

Bacterias en forma de bastón: la forma puede ser cilíndrica, ovoide de varias longitudes y diámetros. Los extremos de los palos son redondeados, puntiagudos o cortados bruscamente. Los bastones que forman esporas se llaman bacilos, los que no forman esporas se llaman bacterias. Los bastones dispuestos en pares se llaman diplobacterias o diplobacilos, y los que están dispuestos en cadena se llaman estreptobacterias o estreptobacilos.

Las bacterias enrevesadas son microorganismos que tienen apariencia de espiral. Se dividen en vibrios, que se asemejan a una coma ligeramente curvada, espirillas, que tienen varios rizos grandes, y espiroquetas, bacterias con numerosos rizos finos.

La estructura de las células bacterianas.Y. La ultraestructura de las bacterias se estudia mediante estudios microscópicos y microquímicos electrónicos, que permiten determinar con bastante precisión la estructura y los componentes de la célula microbiana. Una célula bacteriana consta de una membrana, un citoplasma y una sustancia nuclear (Fig. 9).

La cáscara tiene una resistencia, elasticidad y elasticidad significativas, y gracias a esto, se crea un marco rígido de la célula microbiana, que la protege de influencias externas adversas y le da una forma permanente (cocos, bastones). La cáscara tiene poros diminutos, es semipermeable y a través de ella se produce el intercambio de sustancias con el medio externo.

La composición química de la cáscara es heterogénea: en su composición se encuentran compuestos nitrogenados y libres de nitrógeno.

La membrana bacteriana está representada por tres estructuras: la capa capsular externa, la pared celular y la membrana citoplasmática.

Arroz. 9. Estructura de una célula bacteriana: 1 - caparazón; 2 - citoplasma; 3 - estructura nuclear

El citoplasma es una mezcla dispersa de coloides que consiste en proteínas, agua, ARN (ácido ribonucleico), lípidos, carbohidratos, minerales, etc. El citoplasma está rodeado por una delgada membrana citoplasmática que consta de lipoproteínas y componentes ribonucleicos. Los sistemas enzimáticos que participan en el intercambio de sustancias con el medio ambiente están asociados a la membrana citoplasmática.

El citoplasma contiene varias inclusiones llenas de savia celular, que son un sustrato nutritivo de reserva. Los procesos de síntesis y descomposición de sustancias ocurren constantemente en el citoplasma, es decir. Se llevan a cabo todas las funciones inherentes a un organismo vivo.

La sustancia nuclear de una célula bacteriana, representada por el ADN (ácido desoxirribonucleico) en forma de inclusiones ovaladas y de grano fino, se distribuye de forma difusa en el citoplasma. Alrededor del nucleoide del ADN en el citoplasma de las bacterias hay cortas hebras bicatenarias de ADN extracromosómico, llamadas plásmidos. Controlan la función de resistencia a los medicamentos (plásmidos R), la producción de enterotoxinas y determinan la transmisión extracromosómica de propiedades hereditarias.

Algunos tipos de bacterias forman esporas y cápsulas (Fig. 10). La cápsula es producto de la hinchazón y el mucílago de la membrana celular; protege a las bacterias de la influencia de factores desfavorables. En condiciones desfavorables, se forman cuerpos redondos llamados esporas dentro de algunas bacterias con forma de bastón.

Los bastones formadores de esporas (bacilos) pueden existir en dos formas: vegetativo, es decir, capaz de crecer y reproducirse, y portador de esporas, incapaz de reproducirse. Una espora es una célula microbiana que ha perdido una gran cantidad de agua y está cubierta por una densa cáscara. Sólo se forma una espora dentro de la célula microbiana, lo que sirve para preservar la especie. Si el diámetro de las esporas excede el diámetro de la célula microbiana, se trata de clostridios (por ejemplo, el agente causante del tétanos).

Arroz. 10. Esporas y cápsulas de bacterias: A - disputas; b - cápsulas

En condiciones favorables (presencia de humedad, nutrientes y temperatura óptima), la espora germina y adopta una forma vegetativa. Las esporas son extremadamente resistentes a factores externos adversos (sequedad, altas y bajas temperaturas, etc.) y pueden persistir durante años.

Motilidad de las bacterias. Muchos tipos de bacterias pueden moverse de forma independiente utilizando flagelos especiales. Los flagelos son filamentos largos y delgados, varias veces más largos que la longitud del cuerpo bacteriano. El diámetro de los flagelos es aproximadamente 1/20 del ancho de la célula bacteriana. Las formas intrincadas de microbios se mueven contrayendo el cuerpo. Los microbios que no tienen flagelos y no están enrollados están inmóviles.

Hongos. Los hongos son un gran grupo de organismos vegetales. Se caracterizan por tres propiedades principales: se reproducen vegetativamente y mediante esporas; tener un cuerpo vegetativo en forma de micelio; Los hongos carecen de clorofila (a diferencia de las plantas). Los más extendidos en la naturaleza son los mohos, las levaduras y los actinomicetos. Algunos tipos de mohos y levaduras se utilizan en la industria alimentaria con fines tecnológicos, mientras que algunos hongos provocan el deterioro de los alimentos y son agentes causantes de enfermedades en humanos y animales.

Moho. A veces se les llama hongos microscópicos. Se trata de organismos inmóviles y sin clorofila visibles a simple vista. Los mohos tienen una estructura más compleja que las bacterias (Fig. 11). Un moho está formado por hilos entrelazados (hifas) que forman el cuerpo del hongo (micelio). Las hifas pueden ser unicelulares o multicelulares. Cada célula hifal tiene una membrana, un citoplasma con inclusiones y varios núcleos separados.

Arroz. 11. Moldes: 1 - moho de cepillo (penicillium); 2 - moho de sanguijuela (aspergillus); 3 - molde capitado (mukor); 4 - moho de uva; 5 - molde de chocolate, 6 - molde de leche.

Un moho está formado por hilos entrelazados (hifas) que forman el cuerpo del hongo (micelio). Las hifas pueden ser unicelulares o multicelulares. Cada célula hifal tiene una membrana, un citoplasma con inclusiones y varios núcleos separados.

Los mohos unicelulares incluyen el moho capitado (mukor). Su cuerpo consta de una célula ramificada. La hifa fructífera en la que se encuentran las esporas se llama esporangioforo. Algunos tipos de hongos mucor se utilizan en la industria alimentaria para la preparación de ácidos orgánicos y alcohol. Muchos tipos de mucor provocan el deterioro de los alimentos.

Los mohos multicelulares incluyen penicillium, aspergillus, uva, chocolate y otros mohos. En este tipo de mohos, el micelio tiene tabiques (septos), las esporas se denominan conidios y las hifas fructíferas se denominan conidióforo. En el moho de la leche, las esporas se llaman oidia.

Algunos mohos multicelulares producen antibióticos (penicilina, aspergilina) y se utilizan en la industria para la preparación de preparaciones enzimáticas y ácido cítrico. Al mismo tiempo, un moho como el aspergillus causa aspergilosis, un daño al tracto respiratorio superior. Muchos mohos dañan la carne y los productos lácteos. Así, el candidio da a la carne un olor desagradable al descomponer las proteínas; el moho del chocolate forma manchas oscuras, casi negras, en la carne.

Levadura. Se trata de organismos unicelulares inmóviles de forma redonda, ovalada o en forma de bastón, cuyo tamaño varía de 8 a 15 micrones. Una célula de levadura tiene una membrana, una membrana citoplasmática, un citoplasma con inclusiones y un núcleo redondo u ovalado. En el citoplasma de una célula de levadura hay vacuolas, formaciones intracelulares que contienen nutrientes y diversas inclusiones en forma de granos. En la naturaleza, existen levaduras formadoras de esporas y no formadoras de esporas. Algunos tipos de levadura se utilizan en la industria alimentaria para la preparación de pan, cerveza, vino, kumiss, etc. Existen organismos de levadura que causan defectos en los productos lácteos y cárnicos, por ejemplo, la levadura del género Rhodotorula, Mycoderma, Pasterianum. Los organismos similares a las levaduras de los géneros Candida y Blastomyces causan enfermedades: candidomicosis, blastomicosis con daño a los ojos, uñas, tendones, articulaciones, mucosa oral, tracto respiratorio y tracto digestivo.

Actinomicetos(hongos radiantes). Los actinomicetos ocupan una posición intermedia entre los mohos y las bacterias. Su cuerpo consta de filamentos unicelulares delgados y ramificados bastante largos (hifas). La longitud de los actinomicetos puede alcanzar varios centímetros. Las células actinomicetos tienen membrana, citoplasma y núcleo. El plexo de hifas forma micelio aéreo, que crece sobre el medio nutritivo y forma portadores de esporas, sobre las cuales se encuentran las esporas, a través de las cuales se reproducen los actinomicetos. Algunos actinomicetos provocan el deterioro de los alimentos; los hay patógenos que provocan una enfermedad conocida como actinomicosis. Morfología de las células bacterianas del microorganismo.

Los actinomicetos son productores de antibióticos como estreptomicina, tetraciclina, biomicina, etc.

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Las bacterias son los microorganismos unicelulares más estudiados con un tamaño de 0,4 a 10 micrones. Según su forma se dividen en cocos- microbios esféricos (micrococos, diplococos, tetracocos, sarcinas, estreptococos, estafilococos), palos(simple, doble, cadenas), vibrios, espirilla Y espiroquetas(formas curvas y engarzadas en espiral). El tamaño y la forma de las bacterias pueden cambiar según diversos factores ambientales (Fig. 3).

Arroz. 3. Formas de bacterias:

1 - micrococos; 2 - estreptococos; 3 - sarcinas; 4 - palos sin esporas;

5 - bastones con esporas (bacilos); 6 - vibrios; 7 - espiroquetas;

8 - espirilla.

Las bacterias están cubiertas por una membrana, que es una capa compacta de citoplasma que le da forma a la célula. La capa exterior de la cáscara de muchas bacterias puede contener moco, formando una cubierta protectora: una cápsula. La parte principal de la célula es el citoplasma, una masa proteica transparente empapada en savia celular. El citoplasma contiene materia nuclear, nutrientes de reserva (granos de almidón, gotitas de grasa, glucógeno, proteínas) y otras estructuras celulares. En la superficie de algunas bacterias (en forma de bastón) hay formaciones filamentosas: flagelos (solteros, en forma de haz o en toda la superficie), con la ayuda de los cuales se mueven.

Algunas bacterias con forma de bastón, en condiciones desfavorables, forman esporas (citoplasma condensado cubierto por una membrana densa). Las esporas no requieren nutrición y no pueden reproducirse, pero permanecen viables a altas temperaturas, secando, congelando durante varios meses (bacilo botulinus) o incluso muchos años (bacilo del ántrax). Las esporas mueren durante la esterilización (calentando a 120°C durante

29 minutos). En condiciones favorables, germinan hasta convertirse en una célula bacteriana ordinaria (vegetativa). Las bacterias formadoras de esporas se llaman bacilos.

Las bacterias se reproducen por división simple. En condiciones favorables, la reproducción de una célula se produce dentro de los 20 -

30 minutos. Con la acumulación de productos de desecho nocivos de las bacterias y el agotamiento de los recursos nutricionales, el proceso de reproducción se detiene.

Los mohos son organismos vegetales inferiores unicelulares o multicelulares que requieren sustancias alimenticias preparadas y acceso al aire para su vida. Las células de los hongos del moho tienen la forma de hilos alargados entrelazados: hifas de 1 a 15 micrones de espesor, que forman el cuerpo del moho, micelio (micelio), que consta de una o más células. En la superficie del micelio se desarrollan cuerpos fructíferos, en los que maduran las esporas (Fig. 4).

En estructura, las células del moho se diferencian de las células bacterianas en que tienen uno o más núcleos y vacuolas (cavidades llenas de líquido celular). Los mohos se reproducen mediante hifas y esporas.

Los mohos están muy extendidos en la naturaleza. Al desarrollarse en productos alimenticios, forman capas esponjosas de diferentes colores. Los mohos producen sustancias que dan a los productos alimenticios un olor y sabor a moho. Pueden desarrollarse con baja humedad (15%), lo que explica el moho de frutos secos, galletas saladas,

Arroz. 4. Tipos de moldes:

1 - penicillium; 2 - aspergilio; 3 - mukor..

a mayores concentraciones de sal y ácidos (en alimentos salados y ácidos), a bajas temperaturas, afectando los productos almacenados en frigoríficos.

Entre los mohos se encuentran los útiles, utilizados en la elaboración de quesos (Roquefort, Camembert), el ácido cítrico y los medicamentos (penicilina).

Las levaduras son microorganismos unicelulares no móviles. Las células de levadura de hasta 15 micrones de tamaño tienen diferentes formas: redondas, ovaladas, en forma de varilla (Fig. 5). Tienen un núcleo grande claramente definido, vacuolas y diversas inclusiones en el citoplasma en forma de gotitas de grasa, glucógeno, etc.

La levadura se reproduce en condiciones favorables en unas pocas horas mediante los siguientes métodos: gemación, esporas (1 - 112 piezas por célula), división. Las levaduras están muy extendidas en la naturaleza. Son capaces de descomponer (fermentar) los azúcares en alcohol y dióxido de carbono. La fermentación alcohólica se utiliza en la elaboración del vino, la repostería y en la elaboración de productos lácteos fermentados (kéfir, kumiss). Algunas levaduras se distinguen por un alto contenido de proteínas, grasas, vitaminas del grupo B y minerales y, por lo tanto, se utilizan como alimento y pienso.

5. Formas de las células de levadura:

1 - ovoide; 2 - elipsoide; 3 - cilíndrico (en forma de varilla);

4 - esférico; 5 - en forma de limón; 6 - levadura que se reproduce por división y esporas.

Los virus son partículas que no tienen estructura celular y tienen un metabolismo y una capacidad de reproducción únicos. Vienen en formas redondas, rectangulares y filiformes, con tamaños que varían de 8 a 150 nm. Sólo se pueden ver con microscopios electrónicos.

Las bacterias se clasifican como procariotas y durante mucho tiempo, debido a su tamaño microscópico, su morfología no se estudió al nivel adecuado.

Se llama morfología a la rama de la microbiología que estudia las formas morfológicas de las bacterias, su estructura, tamaño, modos de movimiento, reproducción y esporulación. Al estudiar las propiedades morfológicas, es necesario tener en cuenta el hecho de que bajo la influencia de diversos factores (medio nutritivo, temperatura, humedad), las bacterias pueden cambiarlas.

Métodos para estudiar bacterias.

Se utilizan métodos como la microscopía y la tinción para estudiar la morfología de las bacterias. La observación de bacterias vivas se realiza mediante microscopios ópticos y electrónicos en preparaciones sin teñir. Para obtener una descripción completa de las bacterias en cuestión se utilizan los siguientes métodos de estudio:

• Morfológico. Se examina al microscopio la morfología de la bacteria, su motilidad, las esporas y los métodos de reproducción.
• Cultural. Estudio de bacterias en medios nutritivos. Estudian su crecimiento, tamaño, color de la colonia y tasa de reproducción.
• Fisiológico. Consideran propiedades de las bacterias como su reacción a la temperatura, a los estímulos externos, al oxígeno, su capacidad de fermentar y su respuesta a diversos entornos.

La utilización de estos métodos de estudio permite establecer el tipo de microorganismo y la morfología de cada uno de ellos. Este es un proceso complejo y largo que lleva mucho tiempo.

El método de tinción es el más preciso y eficaz para reconocer y estudiar la estructura de las bacterias bajo un microscopio. A menudo, los microbios en su entorno natural son invisibles al microscopio y la tinción permite no solo estudiar la morfología de la bacteria, sino también determinar correctamente su tipo. Muchas bacterias tienen la misma morfología pero producen colores diferentes cuando se tiñen. Los siguientes métodos de tinción se utilizan para estudiar bacterias:

• Simple. Se utiliza una pintura: magenta o azul de metileno.
• Difícil. Este método se usa con mayor frecuencia para identificar el agente causante de la infección; incluye dos o más tintes. En la práctica, se utilizan con mayor frecuencia los métodos de tinción de Gram y Ziehl.
• Diferenciado. El método Benignetti se utiliza para teñir los flagelos. Para indexar las cápsulas se utiliza el método Hins.

Clasificación de microorganismos.

La variedad de formas, la inestabilidad bioquímica y la simplicidad de estructura complican la clasificación de las bacterias. Hasta ahora, su clasificación es tema de debate entre los microbiólogos. La clasificación se basa en las siguientes áreas en el estudio de los microorganismos:

• su morfología;
• tipos de alimentos;
• fuente de energía;
• reacción a la tinción;
• variedades de formas.

Formas de bacterias

Con toda la diversidad de bacterias, se distinguen tres formas principales: esféricas, en forma de varilla y convolutas.

Esférico

Los cocos tienen forma esférica. Según la ubicación de las células, se dividen en los siguientes grupos:

• micrococos (pequeños): cada célula por separado;
• los diplococos (dos) existen en pares después de la división celular;
• los estreptococos (cadena) forman una cadena después de la división;
• Los sarcinos (ligamento) después de la división forman un ligamento en tres direcciones;
• los estafilococos (grupo) se dividen en todas direcciones para formar un grupo.

En forma de varilla

Los que tienen forma de bastón se dividen en grupos dependiendo de su forma (regular o irregular), tamaño y cómo están dispuestas las células. La disposición de las células bajo el microscopio parece caótica, porque después de la división cada célula vive por separado.

Se dividen en los siguientes grupos:

Retorcido

Las especies que tienen una forma enrevesada se dividen por el número de verticilos y la naturaleza de las espiras. Los vibrios tienen una apariencia ligeramente curvada, las espirillas tienen varios rizos de la forma correcta, las espiroquetas tienen una gran cantidad de rizos pequeños.

Estructura celular bacteriana

La ultraestructura de una célula se estudia mediante los siguientes métodos microscópicos:

• luz;
• luminiscente;
• seco (cuando hay aire entre la lente y la lente);
• contraste de fase;
• campo oscuro.
• interferencia;
• electrónico.

La ultraestructura de una célula bacteriana se considera un indicador de su singularidad en los procesos organizativos.

Hay orgánulos permanentes: un análogo del núcleo, una membrana citoplasmática, citoplasma, que son característicos de cada especie. También hay inclusiones temporales: cápsulas, pili, pared celular, esporas, flagelos, que no están presentes en todos los microbios o surgen bajo diferentes influencias.

nucleoide

El nucleoide es el prototipo del núcleo y no contiene estructuras características de los eucariotas como nucléolos, envoltura nuclear e histonas. Tiene la propiedad de almacenar y transmitir información genética contenida en un cromosoma, que tiene forma de anillo cerrado. Los plásmidos también son portadores de información hereditaria en una célula bacteriana.

Citoplasma

El citoplasma es un sistema complejo que incluye las siguientes inclusiones:

• ribosomas (responsables de la síntesis de proteínas);
• gránulos (contienen glucógeno, polisacáridos);
• volutina (polifosfatos);
• plásmidos (tienen la propiedad de aumentar la estabilidad celular).

Membrana citoplasmática

Bajo un microscopio electrónico se puede ver claramente que la membrana celular bacteriana consta de tres capas. A medida que una célula crece, tiende a formar protuberancias peculiares: mesosomas. En la vida de una célula, ésta realiza las siguientes funciones:

• barrera;
• energía;
• transporte.

Cápsula

La cápsula es una estructura mucosa con límites claramente definidos, claramente visible al microscopio. Se estudia pintando una mancha, donde la pintura a su alrededor crea un fondo oscuro. Tiene propiedades protectoras contra la fagocitosis bacteriana y responde a los anticuerpos.

Pared celular

La pared celular protege la célula bacteriana y asegura su forma permanente. Consta de dos capas: una externa, que tiene la propiedad de plasticidad, y otra interna, que es permanente. Para determinar las especies se utiliza una propiedad de la pared celular, como su reacción a la tinción.

flagelos

Los flagelos son filamentos finos que aseguran la movilidad de una célula de microorganismo y son más largos que la propia célula. Los flagelos tienen una estructura proteica; su número puede variar de uno a miles. Su morfología de localización es variada: desde la fijación en un extremo hasta la fijación en toda la superficie.

Bebió

Los pili son vellosidades que consisten en una sustancia proteica. Realizan las siguientes funciones:

• apego a la célula afectada;
• son responsables de la nutrición;
• reproducción;
• metabolismo agua-sal;
• conjugación (reunir).

Controversia

En condiciones desfavorables de crecimiento y desarrollo, los microbios forman esporas que contribuyen a la preservación de la especie y no son procreación. La presencia de una cáscara multicapa y procesos metabólicos lentos permite que las esporas permanezcan en estado de latencia durante mucho tiempo y esperen condiciones adecuadas para su desarrollo.

La aparición de métodos de investigación modernos ha llevado a una nueva etapa en el estudio del reino bacteriano. Cada año, los microbiólogos, utilizando nuevas técnicas, estudian la morfología y propiedades de nuevas especies de microorganismos aún no estudiados que no encajan en ningún tipo de clasificación.

Sistemática y nomenclatura de microorganismos.

Numerosos microorganismos (bacterias, hongos, protozoos, virus) están estrictamente sistematizados en un orden determinado según sus similitudes, diferencias y relaciones entre sí. Este es el tema de una ciencia especial llamada taxonomía de microorganismos. La rama de la sistemática que estudia los principios de clasificación se llama taxonomía.

Taxón es un grupo de organismos unidos por ciertas propiedades homogéneas dentro de una categoría taxonómica particular. La categoría taxonómica más grande es el reino, las más pequeñas son subreino, división, clase, orden, familia, género, especie, subespecie, etc.

La taxonomía de los microorganismos se basa en sus propiedades morfológicas, fisiológicas, bioquímicas y biológicas moleculares. El mundo entero de los microbios se divide en tres reinos:
. el reino de los eucariotas (hongos y protozoos);
. el reino de los procariotas (bacterias, rickettsias, micoplasmas);
. Reino de los virus.

Los eucariotas son similares a las células vegetales y animales. Tienen una membrana superficial y un sistema intracelular de membranas elementales que forman el retículo endoplasmático y el complejo de Golgi. El citoplasma de los eucariotas contiene un núcleo formado, mitocondrias, ribosomas y varios otros orgánulos. Los eucariotas simples se reproducen sexual y asexualmente.

Los procariotas son organismos que no tienen un núcleo delimitado, un sistema intracelular de membranas elementales y mitocondrias, y algunos también carecen de pared celular. Se reproducen por simple división transversal o gemación.

Una de las principales categorías taxonómicas es la especie, un conjunto de individuos que tienen una raíz de origen común, un genotipo similar y las características y propiedades fenotípicas más cercanas posibles.

Un conjunto de microorganismos homogéneos aislados en un medio nutritivo, caracterizados por propiedades morfológicas, tintoriales (relación con los tintes), culturales, bioquímicas y antigénicas similares, se denomina cultivo puro.

Un cultivo puro de microorganismos aislados de una fuente específica y diferente de otros miembros de la especie se denomina cepa. Una cepa es un concepto más limitado que el de especie o subespecie. Cercano a una cepa está el concepto de clon; un clon es una colección de descendientes surgidos de una célula microbiana.

La decisión del Congreso Internacional de Microorganismos recomendó las siguientes categorías taxonómicas: reino, división, clase, orden, familia, género, especie.

El nombre de la especie corresponde a la nomenclatura binaria, es decir, consta de dos palabras. Por ejemplo, E. coli se escribe Escherichia coli. La primera palabra es el nombre del género, que comienza con letra mayúscula, la segunda palabra denota la especie y se escribe con letra minúscula. Al volver a escribir una especie, el nombre genérico se abrevia a la letra inicial, por ejemplo E. Coli.

Formas de bacterias

Todas las bacterias tienen ciertas propiedades morfológicas (forma, tamaño, la naturaleza de su ubicación en el frotis) y propiedades tintóreas (capacidad de teñir).

Hay 4 formas principales de bacterias (Fig. 1.1): esféricas (esféricas) o cocoides (del griego kokkos - grano); en forma de varilla (cilíndrica); ondulado (espiral); como un hilo. Además, hay bacterias que tienen forma triangular, de estrella y de placa. Se han descubierto las llamadas bacterias cuadradas, que forman grupos de 8 o 16 células en forma de capa.

Arroz. 1.1. Formas de bacterias unicelulares: a - micrococos; b - diplococos; c - estreptococos; d - estafilococos; d - sarcinas; e - bacterias en forma de bastón; g - espirilla; h - vibrios

Las bacterias cocoides suelen tener la forma de una bola normal con un diámetro de 1,0 a 1,5 micrones; algunos tienen forma de frijol, lanceolados y elipsoidales. Según la naturaleza de la posición relativa de las células formadas después de la división celular, los cocos se dividen en los siguientes grupos:

1. Micrococos (del latín Micros - pequeño). Las células se dividen en un plano y, en la mayoría de los casos, se separan inmediatamente de la madre. Se ubican de forma única y aleatoria (Fig. 1.1. a).

2. Diplococos (del latín diplos - doble). La división ocurre en el mismo plano con la formación de pares de células que tienen forma de frijol o lanceolada (Fig. 1.1. b).

3. Estreptococos (del latín streptos - cadena). La división celular ocurre en un plano, pero las células que se multiplican mantienen conexiones entre sí y forman cadenas de diferentes longitudes, que recuerdan a collares de cuentas. Muchos estreptococos son perjudiciales para el ser humano y provocan diversas enfermedades: escarlatina, dolor de garganta, inflamación purulenta, etc. Por ejemplo, Streptococcus pyogenes (fig. 1.1.c).

4. Estafilococos (del latín staphyle - racimo de uvas). Las células se dividen en varios planos y las células resultantes se organizan en racimos que se asemejan a racimos de uvas (Fig. 1.1. d).

5. Tetracocos (del latín tetra - cuatro). La división se produce en dos planos mutuamente perpendiculares con la formación de tétradas.

6. Sarcinas (del latín sarcina - haz, fardo). La división se produce en tres planos mutuamente perpendiculares con la formación de paquetes (balas) de 8, 16, 32 y más individuos. Son especialmente comunes en el aire (Fig. 1.1.e).

En forma de varilla (formas cilíndricas) (Fig. 1.1.e). Según la ubicación de los palos, se dividen en:
- en monobacterias únicas o ubicadas al azar. Por ejemplo, Escherihia coli;
- dispuestos en pares (a lo largo de una línea) - diplobacillus, diplobacterias. Por ejemplo, Pseudomonas;
- dispuestos en cadena - estreptobacilos, estreptobacterias. Por ejemplo, Bacilo.

Los bastones que forman la espora se dividen en:
- bacilos - bacterias aeróbicas formadoras de esporas. La espora de tales bastones suele estar ubicada en el centro y su diámetro no excede el ancho de la bacteria.
- los clostridios son bacterias anaeróbicas formadoras de esporas. Sus esporas se ubican de manera terminal o subterminal. Es grande, lo que estira la membrana de las bacterias, y parecen un huso o una raqueta de tenis.

Formas onduladas (espirales)

Según el número y la naturaleza de los rizos, así como el diámetro de las células, se dividen en tres grupos:
1. Los vibrios (del griego vibrio - me retuerzo, me doblo) tienen una curva que no excede un cuarto de vuelta de la espiral. Por ejemplo, Vibrio (Fig. 1.1.h).

2. Spirilla (del griego speira - rizo): células con un gran diámetro y una pequeña (2-3) cantidad de rizos. Por ejemplo: Spirillium minor (Fig. 1.1. g).

3. Las espiroquetas (del griego speira - rizo, chaita - pelo) son bacterias móviles con forma de espiral.

Formas parecidas a hilos

Existen dos tipos de bacterias filamentosas: las que forman filamentos temporales y las permanentes.

Los filamentos temporales (a veces con ramas) forman bacterias en forma de bastón cuando se alteran las condiciones para su crecimiento o la regulación de la división celular (micobacterias, corinebacterias, así como rickettsias, micoplasmas, muchas bacterias gramnegativas y grampositivas). Cuando se restablece el mecanismo de regulación de la división y las condiciones normales de crecimiento, estas bacterias recuperan su tamaño habitual.

Las formas filamentosas permanentes se forman a partir de células en forma de bastón, conectadas en largas cadenas mediante moco, vainas o puentes (bacterias de azufre, bacterias de hierro).

Para estudiar las propiedades tintóreas de los microorganismos y su morfología se utilizan colorantes de anilina (básicos, ácidos y neutros).

Las pinturas básicas son las más utilizadas: azul de metileno, magenta básica, violeta de genciana, vesuvina, crisoidina, etc. Las pinturas neutras (rojo neutro) y ácidas (eosina) se utilizan con menos frecuencia. A partir de estas pinturas se preparan soluciones alcohólicas, hidroalcohólicas y acuosas. En algunos casos, para aumentar el poder colorante de la solución, se le añaden mordientes, por ejemplo, ácido carbólico, álcali, etc.

Para determinar la forma de las bacterias y su posición relativa en un frotis, se utilizan métodos de tinción simples, es decir, la tinción se realiza con un tinte y el frotis se tiñe con un color. Por ejemplo, azul de metileno. Esta tinción permite identificar mejor la forma de frijol y la disposición en pares de los cocos.

Para estudiar la estructura de una célula bacteriana e identificar las características de su estructura, se utilizan métodos de tinción complejos, que incluyen una serie de tintes, mordientes y sustancias diferenciadoras. Los métodos de tinción complejos incluyen los métodos de Gram, Nesser, Ozheshko, etc.

L.V. Timoschenko, M.V. Chubik