микробиология. seminar1 микробиология. Семинар 1 Морфология и классификация микробов. Культивированные бактерии. Изучения културалных свойств
 Скачать 3.65 Mb.
|
|
3. СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ГРИБОВ Грибы — много- или одноклеточные нефотосинтезирующие (бесхлорофильные) эукариотические микроорганизмы с толстой клеточной стенкой.  Они имеют ядро с ядерной оболочкой, цитоплазму с органеллами, ЦПМ и многослойную ригидную клеточную стенку, состоящую из нескольких типов полисахаридов (маннанов, глюканов, целлюлозы, хитина), а также белка и липидов. Некоторые грибы образуют капсулу. ЦПМ содержит гликопротеины, фосфолипиды и эргостеролы (в отличие от холестерина — главного стерола тканей млекопитающих). Грибы широко распространены в природе, особенно в почве. Различают два основных типа грибов: гифальные и дрожжевые.Гифальные (плесневые) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу, или мицелий (плесень). Гифы низших грибов не имеют перегородок. Гифы высших грибов разделены перегородками, или септами, с отверстиями.  Дрожжевые грибы(дрожжи) в основном имеют вид отдельных овальных клеток. Дрожжи — одноклеточные грибы. Они имеют половое и бесполое размножение. При бесполом размножении дрожжи образуют почки или делятся, что приводит к одноклеточному росту. Могут образовывать псевдогифы и ложный мицелий (псевдомицелий), состоящие из цепочек удлиненных клеток в виде сарделек. Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Они размножаются только бесполым способом — почкованием или делением.М  ногие грибы характеризуются димфорфизмом — способностью к гифальному (мицелиальному) или дрожжеподобному росту в зависимости от условий культивирования. Например, в инфицированном организме они растут в виде дрожжеподобных клеток (дрожжевая фаза), а на питательных средах образуют гифы и мицелий. Размножение грибов происходит половым и бесполым (вегетативным) способами. Половое размножение грибов происходит с образованием гамет, половых спор и других половых форм. Половые формы называются телеоморфами. Бесполое размножение грибов происходит с образованием соответствующих форм, называемых анаморфами. Такое размножение происходит почкованием, фрагментацией гиф и бесполыми спорами. Эндогенные споры (спорангиоспоры) созревают внутри округлой структуры — спорангия (рис. 2.4).Экзогенные споры (конидии) формируются на кончиках плодоносящих гиф — так называемых конидиеносиах (рис. 2.5). Царство настоящих грибов Eumycotsвключает четыре типа (Phylum) грибов, имеющих медицинское значение: зигомицеты (Zygomycota), аскомицеты (Ascomecota), базидиомицеты (Basidiomycota) и дейтеромицеты (Deiteromycota). Различают совершенные и несовершенные грибы. Совершенные грибы имеют половой способ размножения; к ним относятся зигомицеты, аскомицеты и базидиомицеты. Несовершенные грибы имеют только бесполый способ размножения; к ним относятся дейтеромицеты. Зигомицеты относятся к низшим грибам. Они включают виды родов Mucor, Rhizopus u дp. Распространены в почве, воздухе и способны вызывать зигомикоз (мукоромикоз) легких, головного мозга и других органов человека и животных. Половое размножение у зигомицетов осуществляется путем образования зигоспор. При бесполом размножении этих грибов на плодоносящей гифе — спорангиеносце — образуется спорангий с многочисленными спорангиоспорами (см. рис. 2.4).  Аскомицеты имеют септированный мицелий (за исключением одноклеточных дрожжей). Свое название они получили от основного органа плодоношения — сумки, или аска, содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор). К аскомицетам относятся отдельные представители (телеоморфы) родов Aspergillus, Penicillium u др.Большинство грибов родов Aspergillus и Penicillium являются анаморфами, т.е. размножаются только бесполым путем и по этому при- знаку относятся к несовершенным грибам. Они отличаются особенностями формирования плодоносящих гиф У грибов рода Aspergillus(леечной плесени) на концах плодоносящих гиф (конидиеносцах ) имеются утолщения — стеригмы, на которых образуются цепочки спор — конидии. Некоторые виды аспергилл вызывать аспергиллезы и афлатоксикозы. Плодоносящая гифа рода Penicillium (кистевика) напоминает кисточку, так как из нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры — стеригмы, на которых находятся цепочки конидий. Пенициллы могут вызывать заболевания — пенициллиозы. Представителями аскомицетов являются также дрожжи — одноклеточные грибы овальной формы, диаметром 3—15 мкм. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили название дрожжевых микозов.  Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков, используемыми в биотехнологиях.Базидиомицеты — шляпочные съедобные и ядовитые грибы с септированным мицелием. Они образуют половые споры (базидиоспоры) путем отшнуровывания от базидия — концевой клетки мицелия, гомологичной аску. Дейтеромицеты (несовершенные грибы) являются условным, формальным типом грибов, который объединяет грибы, не имеющие полового способа размножения. Слово «формальный» означает, что потенциально эти грибы могут иметь половой способ размножения; при установлении этого факта грибы переносят в один из известных типов — Ascomecota или Basidiomycota и им присваивают название телеоморфной формы. Дейтеромицеты образуют септированный мицелий, размножаются только бесполым путем за счет формирования неполовых спор — конидий. К дейтеромицетам относятся несовершенные дрожжи (дрожжеподобные грибы), например, некоторые грибы рода Candida, поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз). Они имеют овальную форму, диаметр 2—5 мкм, делятся почкованием, образуют псевдогифы (псевдомицелий) в виде цепочек из удлиненных клеток и септированные гифы. Эти грибы называются дрожжеподобными, в отличие от истинных дрожжей, которые относятся к аскомицетам, образующим аскоспоры. Для Candida albicans характерно образование хламидоспор.  4. СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОСТЕЙШИХПростейшие — эукариотические одноклеточные микроорганизмы, составляющие царство Protozoa (от греч. prots — «первый», zoom — «животное») в домене Eukyrya. Недавно выделено новое царство— Chromista (хромовиков), в которое вошли некоторые простейшие и грибы (бластоцисты, оомицеты, Rhinosporidium seeberi др.). П  ростейшие имеют ядро с ядерной оболочкой и ядрышком, их цитоплазма состоит из эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом, многочисленных рибосом и др. Размеры простейших колеблются от 2 до 100 мкм. Снаружи они окружены мембраной (пелликулой) — аналогом ЦПМ клеток животных.Простейшие имеют органы движения (жгутики, реснички, псевдоподии), питания (пищеварительные вакуоли) и выделения (сократительные вакуоли). Жгутики отходят от блефаропласта. Питание простейших происходит путем фагоцитоза или образования особых структур, а размножение — бесполым (двойным или множественным делением — шизогония) или половым (спорогония) путями. При неблагоприятных условиях многие из них образуют цисты — покоящиеся стадии, устойчивые к изменению температуры, влажности и др. При окраске по Романовскому —Гимзе ядро простейших имеет красный цвет, а цитоплазма — синий.   К царству Protozoa относятся амебы, жгутиконосцы, споровики и реснитчатые.— Амебы представлены Entamoeba histolytica— возбудителем амебиаза человека (амебной дизентерии), а также свободноживущими и непатогенными амебами (кишечной амебой и др.). Они размножаются бесполым путем (бинарно). Жизненный цикл амеб состоит из двух стадий: трофозоита (растущей подвижной клетки, малоустойчивой) и цисты. Трофозоиты передвигаются путем образования псевдоподий, с помощью которых происходят захват и погружение в цитоплазму клеток питательных веществ. Из трофозоита образуется циста, устойчивая к внешним факторам. Циста, попадая в кишечник, превращается в трофозоит. — Жгутиконосцы включают жгутиконосцев крови и других тканей: 1. жгутиконосцев крови и тканей (лейшманий — возбудителей лейшманиозов; трипаносом — возбудителей африканского трипаносомоза, или сонной болезни, и болезни Шагаса); 2. жгутиконосцев кишечника (лямблии — возбудителя лямблиоза); 3. жгутиконосцев мочеполовой системы (трихомонаду влагалищную — возбудителя трихомоноза). Эти простейшие характеризуются наличием жгутиков, например, у лейшманий — один жгутик, у трихомонад — четыре свободных жгутика и один жгутик, соединенный с короткой ундулирующей мембраной. 1. Споровики представлены: и кровяными паразитами, к которым относятся плазмодии малярии и бабезии — возбудители и пироплазмоза; 2. Кишечными и тканевыми паразитами, к которым относятся токсоплазма — возбудитель токсоплазмоза, криптоспоридии — возбудители криптоспоридиоза, саркоцисты — возбудители саркоцистоза, изоспоры — возбудители изоспороза, циклоспоры — возбудители циклоспоридиоза. Паразиты имеют апикальный комплекс, который позволяет им проникнуть в клетку хозяина для последующего внутриклеточного паразитизма. Каждый из этих простейших имеет сложное строение и свои особенности жизненного цикла. Так, например, жизненный цикл возбудителя малярии характеризуется чередованием полового (в организме комаров Anopheles) и бесполого (в клетках печени и эритроцитах человека, где они размножаются множественным делением) размножения. — Реснитчатые представлены балантидиями, поражающими толстую кишку человека (балантидиазная дизентерия). Балантидии имеют стадии трофозоита и цисты. Трофозоит подвижен, имеет многочисленные реснички, более тонкие и короткие, чем жгутики. 5. СТРОЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ВИРУСОВ Вирусы относятся к царству Virae (от лат. virus — «яд»). Это мельчайшие микроорганизмы («фильтрующиеся агенты»), не имеющие клеточного строения, белоксинтезирующей системы, содержащие один тип нуклеиновой кислоты (или ДНК, или рибонуклеиновой кислоты — РНК). Вирусы как облигатные внутриклеточные паразиты размножаются в цитоплазме или ядре клетки. Они являются автономными генетическими структурами и отличаются особым, разобщенным (дизьюнктивным) способом размножения (репродукции): в клетке отдельно синтезируются нуклеиновые кислоты вирусов и их белки, а затем происходит их сборка в вирусные частицы. Сформированная вирусная частица называется вирионом. Морфологию и структуру вирусов изучают с помощью электронной микроскопии, так как их размеры малы и сравнимы с толщиной оболочки бактерий. Форма вирионов может быть палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, вирус иммунодефицита человека — ВИЧ), нитевидной (филовирусы)или в виде сперматозоида. Наиболее мелкими являются парвовирусы (18 нм) и вирус полиомиелита (около 20 нм), наиболее крупным — вирус натуральной оспы (около 350 нм). Различают ДНК и РНК-содержащие вирусы. Геном вирусов содержит от шести до нескольких сотен генов и представлен различными видами нуклеиновых кислот: дву-, однонитевыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди однонитевых РНК-содержащих вирусов различают вирусы с плюс-нитью РНК и вирусы с минус-нитью РНК(полярность РНК). Плюс-нить РНК (позитивная нить) выполняет наследственную (геномную) функцию и функцию матричной, или информационной, РНК (иРНК), являясь матрицей для белкового синтеза на рибосомах инфицированной клетки. Плюс-нить РНК является инфекционной: при введении в чувствительные клетки она способна вызвать инфекционный процесс. Минус-нить (негативная нить) выполняет только наследственную функцию; для синтеза белка на минус-нити РНК синтезируется комплементарная ей нить. У некоторых вирусов РНК-геном содержит плюс и минус-сегменты РНК. Геном вирусов способен включаться в геном клетки в виде про- вируса, проявляясь генетическим паразитом клетки. Нуклеиновые кислоты некоторых вирусов, на пример вирусов герпеса, могут находиться в цитоплазме инфицированных клеток, напоминая плазмиды.  Различают простые вирусы (например, вирусы полиомиелита, гепатита А) и сложные вирусы (например, вирусы кори, гриппа, герпеса).Простые, или безоболочечные, вирусы имеют только нуклеиновую кислоту, связанную с белковой структурой, называемой капсидом (от лат. capsa - «футляр»). Протеины, связанные с нуклеиновой кислотой, известны как нуклеопротеины, а ассоциация вирусных протеинов капсида вируса с вирусной нуклеиновой кислотой названа нуклеокапсидом. Капсид включает повторяющиеся морфологические субъединицы - капсомеры, скомпанованные из нескольких полипептидов. Капсид защищает нуклеиновую кислоту от деградации. У простых вирусов капсид участвует в прикреплении (адсорбции) к клетке хозяина. Простые вирусы выходят из клетки в результате ее разрушения(лизиса). Сложные, или оболочечные, вирусы кроме капсида имеют мембранную двойную липопротеиновую оболочку (суперкапсид), которая приобретается путем почкования вириона через мембрану клетки, например, через плазматическую мембрану, мембрану ядра или мембрану эндоплазматического ретикулума. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики. Разрушение оболочки эфиром и другими растворителями инактивирует сложные вирусы. Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный белок (М-белок). Таким образом, простые вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и капсида, а сложные - из нуклеиновой кислоты, капсида и липопротеиновой оболочки. Вирионы имеют спиральный, икосаэдрический (кубический) или сложный типы симметрии капсида (нуклеокапсида). Спиральный тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида (например, у вирусов гриппа, коронавирусов). Икосаэдрический тип симметрии обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту (например, у вируса герпеса). Капсид и оболочка (суперкапсид) защищают вирионы от воздействия окружающей среды, обусловливают избирательное взаимодействие (адсорбцию) с определенными клетками, а также антигенные и иммуногенные свойства вирионов. Вирусы имеют структурные и неструктурные белки. Неструктурные белки участвуют в репродукции вирусов, а структурные белки обусловливают строение вирусов. Классификация вирусов. В классификации вирусов используют такие таксономические категории, как семейство (название оканчивается на -viridae), подсемейство (название оканчивается на -virinae), род (название оканчивается на -virus). Вид вируса не получил биноминального названия, как у бактерий. Вирусы классифицируют по типу нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), количеству и свойствам ее нитей (дву или однонитевые нуклеиновые кислоты), позитивной (+) или негативной (-) полярности нуклеиновой кислоты, линейной или циркулярной нуклеиновой кислоты, фрагментированной или нефрагментированной нуклеиновой кислоты. Учитывают также размер и морфологию вирионов, количество капсомеров и тип симметрии нуклеокапсида, наличие оболочки (суперкапсида), чувствительность к эфиру и дезоксихолату, место размножения в клетке, антигенные свойства и др.  Вирусы поражают позвоночных и беспозвоночных животных, а также бактерии и растения. Являясь основными возбудителями инфекционных заболеваний человека, они участвуют также в процессах канцерогенеза, могут передаваться различными путями, в том числе через плаценту (вирусы краснухи, цитомегалии и др.), поражая плод человека. Вирусы могут приводить к постинфекционным осложнениям - развитию миокардитов, панкреатитов, иммунодефицитов и др. Кроме обычных (канонических) вирусов, известны инфекционные молекулы - прионы и вироиды.Прионы - инфекционные белковые частицы, вызывающие конформационные болезни в результате изменения структуры нормального клеточного прионового протеина (РгРс), который имеется в организме животных и человека и выполняет ряд регуляторных функций. Изменения данного гена, кодирующего РгРс, или контакт РгРс с измененным инфекционным прионом приводят к воспроизводству инфекционного приона с измененной третичной или четвертичной структурой. Он накапливается в нейронах, придавая клетке губкообразный вид, что приводит к неврологическим нарушениям и смертельному исходу. Прионные болезни протекают по типу трансмиссивных губкообразных энцефалопатий (болезни Крейтцфельдта-Якоба, куру и др.). Вироиды - небольшие молекулы кольцевой суперспирализованной РНК, не содержащие белка и вызывающие заболевания растений. 6. КУЛЬТИВИРОВАНИЕ БАКТЕРИЙ Для культивирования бактерий необходимы следующие условия. — |