микра. Руководстве Берджи бактерии делили по особенностям клеточной стенки бактерий на 4 отдела Gracilicutes
 Скачать 241.54 Kb.
|
|
Коллоквиум 1 Известно около 2500 видов. Имеют клеточное строение, но не имеют ядра, отделенного мембраной от цитоплазмы. Бактерии по форме бывают: шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы), изогнутые (вибрионы), спиральные (спириллы), в виде цепочки (стрептококки), в виде гроздей (стафилококки). Большинство не содержит хлорофилла и питается готовыми органическими веществами – гетеротрофно. По способу добычи пищи гетеротрофные делятся на три группы: паразиты, сапрофиты и симбионты. Освоили все среды обитания. Живут практически везде: в почве, в пыли, в воздухе, в воде, на теле животных, внутри живых организмов. Размножаются каждые 20–30 минут. По новой системе различают три домена: эубактерии, архебактерии и эукариоты. У прокариотической клетки ядро, называемое нуклеоидом, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и гистонов, а цитоплазма не содержит высокоорганизованных органелл. В старом Руководстве Берджи бактерии делили по особенностям клеточной стенки бактерий на 4 отдела: Gracilicutes — эубактерии с тонкой клеточной стенкой, грамотрицательные; Firmicur.es — эубактерии с толстой клеточной стенкой, грамположительные; Tenericutes — эубактерии без клеточной стенки; Mendosicutes — архебактерии с дефектной клеточной стенкой. Каждый отдел был разделен на секции, или группы, по окраске по Граму, форме клеток, потребности в кислороде, подвижности,особенностям метаболизма и питания. 2. Иммерсионная система — оптическая система, в которой пространство между первой линзой и предметом заполнено жидкостью. Применяемая таким образом жидкость называется иммерсионной. Возникающие на поверхностях покровного стекла и фронтальной линзе объектива паразитные отражения существенно меньше, нежели у «сухих» объективов, а в некоторых случаях паразитные рефлексы могут быть полностью устранены. Это улучшает контраст изображения и позволяет поднять освещённость препарата без вредного влияния на изображение. Толщина слоя жидкости между объективом и препаратом может меняться, и за счет этого можно в некоторых пределах изменять компенсацию сферической аберрации. В расчёте объективов микроскопа оптические параметры иммерсионной жидкости (показатель преломления и дисперсия) учитываются при коррекции аберраций оптической системы (исправление кривизны поля, сферических и хроматических аберраций). Применяются: Кедровое или минеральное масло (показатель преломления 1,515) Водный раствор глицерина (1,434) Физиологический раствор (1,3346) Вода (1,3329) Монобромнафталин (1,656) Вазелиновое масло (1,503). Йодистый метилен (1,741) 3. Для приготовления мазка необходимо иметь: • Чистое обезжиренное предметное стекло. • Бактериологическую петлю • Культуру, выращенную на плотной питательной среде — агаре, или жидкой среде — бульоне. • Спиртовку. • Набор красок. 1. Обезжиренное предметное стекло и бактериологическую петлю прожигают в пламени горелки. Пробирку с изучаемой культурой держат между указательным и большим пальцами левой руки. Петлю берут правой рукой, мизинцем правой руки прижимают пробку пробирки к ладони. Если мазок готовится из жидкой питательной среды, то каплю культуры наносят петлей на предметное стекло. Если мазок делают из культуры с агара, то петлю с культурой вносят на предметное стекло и добавляют каплю физиологического раствора, в котором эмульгируют внесенный материал. Петлю обжигают в пламени горелки. Мазок должен быть тонким, равномерно растертым, округлой формы, размером 1,5-2 см. 2. Высушивание мазка производится при комнатной температуре. 3. Фиксация мазка производится с целью: • Убить микробные клетки. • Обеспечить лучшее прилипание микробов к предметному стеклу. • Облегчить дальнейшее окрашивание. Фиксация мазка в пламени горелки производится 3-кратно, действие пламени должно длиться 2 секунды. Для более нежной фиксации мазков крови, спирохет и простейших использующих химические фиксаторы: • Метиловый спирт в течении 5-и минут. • Этиловый спирт (96°) в течении 10-и минут. • Смесь Никифорова — в течении 10-15 минут. • Ацетон — в течении 5-и минут. • Пары формалина — в течении нескольких секунд. 4. Окраска препаратов проводится: • Простыми методами (водным фуксином Пфейффера, метиленовой синькой Леффлера), когда окрашивается вся клетка и используется только один краситель; • Сложными методам, когда определяются клеточные структуры, После экспозиции мазок промывают водой, высушивают фильтровальной бумагой и микроскопируют под иммерсией. 4. Существуют простые и сложные способы окрашивания микробов. При простой окраске, которая позволяет быстро изучить морфол. особенности микробов, обычно используют только один краситель, чаще всего красного цвета - фуксин (окраска производится в течение 1-2 мин) или синего цвета - метиленовый синий (время обработки мазка краской 3-5 мин). При сложных методах окраски применяют два или более контрастных красителя, протравы, дифференцирующие вещества и др. Среди сложных методов окраски различают дифференциальные методы и методы, предназначенные для выявления отдельных структур клетки. К дифференциальным методам относятся методы Грама и Циля-Нельсена, позволяющие различать по цвету микроорганизмы, сходные по морфол. свойствам. 5. Негативный метод Бурри-Гинса используется для окраски капсульных бактерий и основан на том, что капсула не воспринимает красители. Капсулу выявляют негативным контрастированием фона по Бури. Для этого черную тушь смешивают с культурой и высушивают. После этого проводят фиксацию в пламени горелки, окрашивают тела микробных клеток по Гинсу - водным фуксином в течение 1 минуты и промывают водой 5-10 секунд. В результате на темном фоне хорошо видна бесцветная капсула и красные тела микробов. 6. Метод Грама — метод окраски микроорганизмов для исследования, позволяющий дифференцировать бактерии по биохимическим свойствам их клеточной стенки. Предложен в 1884 году датским врачом Г. К. Грамом. По Граму бактерии окрашив-ают анилиновыми красителями — генциановым или метиловым фиолетовым и др., затем краситель фиксируют раствором йода. При последующем промывании окрашенного препарата спиртом те виды бактерий, которые оказываются прочно окрашенными, называют грамположительными бактериями (обозначаются Грам (+)), — в отличие от грамотрицательных (Грам (−)), которые при промывке обесцвечиваются. Химизм окраски: 1) фиксация 2) генцианфиолет (модификация Синева) 3) раствор Люголя (йодный препарат) 4) этиловый спирт 5) смыть водой (вымывается из стенки Грам-) 6) фуксин (для Грам-) 7) смыть водой 8) высушить 7. Микроскопические методы исследования основаны на обнаружении и исследовании возбудителя в биологическом материале. Используют светооптическую и электронную микроскопию. Светооптическая микроскопия позволяет изучать объекты размером более 0,2 мкм (бактерии, простейшие, грибы др.), электронная микроскопия — более мелкие объекты (вирусы, отдельные структуры микроорганизмов). Микроскопический метод широко применяют в диагностике инфекционных болезней бактериальной этиологии, паразитарных и (реже) вирусных заболеваний. -используют для ускоренной ориентировочной диагностики. Основные задачи микроскопии: выявление возбудителя в клиническом материале, ориентировочная идентификация на основе определения характерных морфологических и тинкториальных признаков микроорганизмов, а также изучение окрашенных мазков из колоний чистых культур. При некоторых инфекционных болезнях, для возбудителей которых характерна специфичность морфологии, микроскопическое исследование — основной или один из основных методов диагностики. Материалом для микроскопического исследования могут служить ВСЕ ВЫДЕЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА, ВСЕ ЖИДКОСТИ. Для обнаружения кровяных паразитов, например простейших (малярийные плазмодии, трипаносомы, лейшмании, бабезии) и гельминтов (микрофилярии), исследуют препараты крови «тонкий мазок» и/или «толстая капля». 8. Отличия в строении прокариотной и эукариотной клетки Прокариоты Эукариоты одноклеточные многоклеточные размеры от 0,5 мкм до 5 мкм до 40 мкм нет ядра есть ядро гаплоидны диплоидны рибосома 70s рибосома 80s одна цитоплазматическая мембрана органеллы окружены мембранами основа стенки – пептидогликан основа стенки целлюлоза, хитин дыхание в мезосомах дыхание в митохондриях фиксируют азот воздуха (некоторые) не фиксируют азот воздуха 9. Клеточная стенка. В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Основным компонентом клеточной стенки бактерий является многослойный пептидогликан, составляющий 40-90 % массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки ковалентно связаны тейхоевые кислоты. В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем липидогликана. На ультратонких срезах бактерий наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран является бимолекулярный (двойной) слой липидов. Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен липополисахарид. Липополисахарид наружной мембраны состоит из 3 фрагментов: липида А — консервативной структуры; ядра, или стержневой коровой части и высоковариабельной 0-специфической цепи полисахарида. 10. Формы бактерий. При окраске по Граму бактерии красятся или в красный цвет (грамотрицательные бактерии) или в сине-фиолетовый цвет (грамположительные бактерии), что видно на мазке из смеси кишечной палочки и стафилококка. Обычно грамотрицательные бактерии имеют тонкую клеточную стенку, а грамположительные бактерии — толстую. Исключение составляют так называемые грамвариабельные бактерии. Среди тонкостенных, грамотрицательных бактерий различают: сферические формы, или кокки (гонококки, менингококки, вейлонеллы); извитые формы — спирохеты и спириллы; палочковидные формы; риккетсии и хламидии. К толстостенным, грамположительным бактериям относят: сферические формы, или кокки (стафилококки, стрептококки, пневмококки); палочковидные формы, в том числе коринебактерии, микобактерии и бифидобактерии; актиномицеты (ветвящиеся, нитевидные бактерии). Сферические формы, или кокки — шаровидные бактерии размером 0,5-1,0 мкм; по взаимному расположению клеток различают микрококки, диплококки, стрептококки, тетракокки, сарцины и стафилококки. Микрококки (греч. mikros — малый) — отдельно расположенные клетки или в виде «пакетов». Диплококки (от греч. diploos — двойной), или парные кокки, располагаются парами (пневмококк, гонококк, менингококк), так как клетки после деления не расходятся. Стрептококки (от греч. streptos — цепочка) — клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку вследствие деления клеток в одной плоскости и сохранения связи между ними в месте деления. Сарцины (от лат. sardna — связка, тюк) располагаются в виде «пакетов» из 8 и более кокков, так как они образуются при делении клетки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Стафилококки (от греч. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, расположенные в виде грозди винограда в результате деления в разных плоскостях. Палочковидные бактерии различаются по размерам, форме концов клетки и взаимному расположению клеток. Длина клеток варьирует от 1,0 до 8,0 мкм, толщина — от 0,5 до 2,0 мкм. Палочки могут быть правильной (кишечная палочка и цр.) и неправильной (коринебактерии и др.,) формы, в том числе ветвящиеся, например у актиномицетов. Слегка изогнутые палочки называются вибрионами (холерный вибрион). Большинство палочковидных бактерий располагается беспорядочно, так как после деления клетки расходятся. Если после деления клетки остаются связанными общими фрагментами клеточной стенки и не расходятся, то они располагаются под углом друг к другу (коринебактерии дифтерии) или образуют цепочку (сибиреязвенная бацилла). 11. Кислотоустойчивые бактерии — микроорганизмы, обладающие выраженной резистентностью к 5—10% серной или соляной кислотам, щелочам и спирту. После окрашивания кислотоустойчивые бактерии обесцвечиваются кислотами с большим трудом, так как содержат жировые и воскоподобные вещества. К числу кислотоустойчивых бактерий относятся возбудители туберкулеза, проказы и некоторые сапрофиты. Сущность окраски кислотоустойчивых микробов (по Цилю-Нильсену) заключается в их способности окрашиваться при нагревании сильно красящими растворами красок и не обесцвечиваться от последующего воздействия на них слабых кислот. Этот способ помогает отличить кислотоустойчивые бактерии от других. Полагают, что гидрооксикислота (миколовая кислота), имеющаяся в кислотоустойчивых бактериях (микобактериях) обуславливает кислотоупорность этих бактерий. 12. Нуклеоид — эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде двунитевой ДНК, замкнутой в кольцо и плотно уложенной наподобие клубка. Ядро бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистоное). Обычно в бактериальной клетке содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК. Кроме нуклеоида, представленного одной хромосомой, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности в виде ковалентно замкнутых колец ДНК — так называемые плазмиды. 13. Цитоплазматическая мембрана при электронной микроскопии ультратонких срезов представляет собой трехслойную мембрану B темных слоя толщиной по 2,5 нм разделены светлым — промежуточным). По структуре она похожа на плазмалемму клеток животных и состоит из двойного слоя фосфолипидов с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны. При избыточном росте (по сравнению с ростом клеточной стенки) цитоплазматическая мембрана образует инвагинаты — впячивания в виде сложно закрученных мембранных структур, называемые меэосомами. Менее сложно закрученные структуры называются внутрицитоплазматическими мембранами. 14. Цитоплазма состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом, ответственных за синтез белков. В цитоплазме имеются различные включения в виде гранул гликогена, полисахаридов, бета-оксимасляной кислоты и полифосфатов (волютин). Они являются запасными веществами для питания и энергетических потребностей бактерий. Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски (например, по Нейссеру) в виде метахроматических гранул. Характерное расположение гранул волютина выявляется у дифтерийной палочки в виде интенсивно прокрашивающихся полюсов клетки. 15. Капсула, микрокапсула, слизь. Капсула — слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Капсула различима в мазках-отпечатках из патологического материала. В чистых культурах бактерий капсула образуется реже. Она выявляется при специальных методах окраски мазка (например, по Бурри—Гинсу), создающих негативное контрастирование веществ капсулы: тушь образует темный фон вокруг капсулы. Капсула состоит из полисахаридов, иногда из полипептидов; например, у сибиреязвенной бациллы она состоит из полимеров D-глутаминовой кислоты. Капсула гидрофильна(ЛЮБИТ ВОДУ), препятствует фагоцитозу бактерий. Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слизь — мукоидные экзополисахариды, не имеющие четких границ. Слизь растворима в воде. Бактериальные экзополисахариды участвуют в адгезии (прилипании к субстратам), их еще называют гликокаликсом 16. Между наружной и цитоплазматической мембранами находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая ферменты (протеазы, липазы, фосфатазы, нуклеазы) и компоненты транспортных систем. При нарушении синтеза клеточной стенки бактерий под влиянием лизоцима, пенициллина, защитных факторов организма образуются клетки с измененной (часто шаровидной) формой: протопласты — бактерии, полностью лишенные клеточной стенки; сферопласты — бактерии с частично сохранившейся клеточной стенкой. Бактерии протопластного типа, утратившие способность к синтезу пептидогликана под влиянием антибиотиков или других факторов и способные размножаться, называются L-формами. Некоторые L-формы (нестабильные) при удалении фактора, приведшего к изменениям бактерий, могут реверсировать, «возвращаясь» в исходную бактериальную клетку. 17. Рибосомы бактерий имеют размер около 20 нм и коэффициент седиментации 70S, в отличие от 80S-рибосом, характерных для эукариотических клеток. Рибосомные РНК (рРНК) — консервативные элементы бактерий («молекулярные часы» эволюции). 16S рРНК входит в состав малой субьединицы рибосом, а 23S рРНК — в состав большой субъединицы рибосом. Изучение 16S рРНК является основой геносистематики, позволяя оценить степень родства организмов. 18. Жгутики бактерий определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12-20 нм, длина 3-15 мкм. Они состоят из 3 частей: спиралевидной нити, крюка и базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками A пара дисков — у грамположительных и 2 пары дисков — у грамотрицательных бактерий). Дисками жгутики прикреплены к цитоплазматической мембране и клеточной стенке. При этом создается эффект электромотора со стержнем-мотором, вращающим жгутик. Жгутики состоят из белка — флагеллина (отflageltum — жгутик), являющегося Н-антигеном. Субъединицы флагеллина закручены в виде спирали. Число жгутиков у бактерий различных видов варьирует от одного (монотрих) у холерного вибриона до десятка и сотен жгутиков, отходящих по периметру бактерии (перитрих) у кишечной палочки, протея и др. Лофотрихи имеют пучок жгутиков на одном из концов клетки. Амфитрихи имеют по одному жгутику или пучку жгутиков на противоположных концах клетки. |