Занятие 4. Джианни Агуилар 03012004. Занятие 4 Дата 24022022 Джианни Агуилар 03012004
 Скачать 34.91 Kb.
|
|
Занятие №4 Дата 24/02/2022 Джианни Агуилар 03012004 Тема: Структуры бактериальной клетки. Методы микроскопического изучения и методы окраски. Особенности морфологии риккетсий, хламидий, микоплазм, актиномицетов. Структурные компоненты бактериальной клетки: Поверхностные структуры: Капсула - слизистая структура толщиной более 0,2мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границы. Она защищает бактериальную клетку от механического повреждения, высыхания, фагоцитоза. Некоторые бактерии образуют капсулы только в организме человека и животных, другие формируют их и при культивировании на средах. В большинстве случаев капсулы бактерий являются полисахаридными (например, у питательных представителей родов Staphylococcus, Streptococcus, Neisseria, Klebsiella). У представителей рода Bacillus встречаются полипептидные капсулы, например, капсула из полимера D-глутаминовой кислоты у возбудителя сибирской язвы Bacillus anthracis. Внутренние структуры, входящие в протопласт: Вирусов называют сердцевиной. У аденовирусов сердцевина состоит из гистоноподобных белков, связанных с ДНК, у реовирусов – из белков внутреннего капсида [3, 4]. Капсид чаще всего имеет симметричное строение, при котором различают два типа симметрии – спиральную и кубическую.При спиральной симметрии капсида вирусная нуклеиновая кислота образует спиральную (или винтообразную) фигуру, полую внутри, и субъединицы белка (капсомеры) укладываются вокруг нее тоже по спирали (трубчатый капсид) (рис. 23). Примером вируса со спиральной симметрией капсида является вирус табачной мозаики, который имеет палочковидную форму длиной 300 нм и диаметром 15 нм. В состав вирусной частицы входит одна молекула РНК размером около 6 тыс. нуклеотидов. Капсид состоит из 2 тыс. идентичных субъединиц белка, уложенных по спирали. Постоянные структуры: Цитоплазма,нуклеоид, рибосомы, ЦПМ с мезосомами, КС. Непостоянные структуры: Спора, капсула, ворсинки (пили), жгутики, включения. Цитоплазматическая мембрана: строение (клеточная мембрана, или цитолемма, или плазмолемма) Определяет и сохраняет постоянную форму клетки. Защищает внутреннюю часть клетки от действия механических и осмотических сил внешней среды. Участвует в регуляции роста и деления клеток. Обеспечивает коммуникации с внешней средой через каналы и поры. Несет на себе специфические рецепторы для бактериофагов. Определяет во многом антигенную характеристику бактерии (природу и антигенов) специфичность О- и К- Содержащийся в ее составе пептидогликан наделяет клетку важными иммунобиологическими свойствами Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий является главной причиной их L-трансформации. Функции цитоплазматической мембраны Транспортная (селективная проницаемость и транспорт веществ в бактерию) Энергетическая (перенос электронов и окислительные реакции у анаэробов) – аналог митохондрий Пластическая (биосинтез белка, биополимеров оболочки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы) Информационная (биосинтез ДНК) Нуклеоид Электронная микроскопия • Окраска по методу Романовского-Гимзы. Краситель Романовского-Гимзы состоит из азура (продукта окисления метиленового синего) и эозина. • При микроскопии после окраски ядра клеток красно-фиолетового цвета, цитоплазма - голубого. • Метод Романовского-Гимзы используется для окраски спирохет, простейших, риккетсий. Цитоплазма Цитоплазма бактериальных клеток имеет жидкую консистенцию, прозрачная, гомогенная, отмежевывается от внешней среды цитоплазматической мембраной. Она является своеобразной коллоидной системой, которая состоит из многообразных молекул белков, липидов, воды, ДНК и РНК, углеводов, полисахаридов и других соединений. Вязкость ее в 800-8000 раз превышает аналогичный показатель воды. Строение и консистенция цитоплазмы зависит от возраста микроба - гомогенная у молодых клеток она постепенно превращается в мелкозернистую структуру в старых. В ней появляются вакуоли, волокнистые образования, увеличивается ее густота, по консистенцией она напоминает гель. Рибосомы Рибосомы имеют сферическую форму. Их размер равен 15–20 нм. Молекулярная масса 3х10 5. Рибосомы состоят на 60–65 % из рибосомальной РНК и на 35–40% из белка, богатого основными аминокислотами. Мезосомы Это участки клеточной мембраны прокариотических (бактериальных) клеток, которые складываются внутрь. Они играют определенную роль в клеточном дыхании, процессе, который расщепляет пищу для высвобождения энергии. Ворсинки, или пили (фимбрии) Тонкие полые нити белковой природы, более тонкие и короткие (3-10 нм х 0,3-10 мкм), чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина. Они обладают антигенной активностью. По своему функциональному назначению пили подразделяются на несколько типов. Пили 1-го типа, или общего типа – common pili – пили, ответственные за адгезию, т.е. за прикрепление бактерий к поражаемой клетке. Они начинаются на ЦПМ и пронизывают клеточную стенку. Их количество велико – от нескольких сотен до нескольких тысяч на одну бактериальную клетку. Бактериальные и эукариотические клетки заряжены отрицательно, но поверхностные микроворсинки снижают заряд бактерии и уменьшают электростатические силы отталкивания. Кроме того, увеличение площади поверхности бактериальной клетки дает ей дополнительные преимущества в утилизации питательных веществ окружающей среды. 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 (1 пара дисков - у грамположительных и 2 пары дисков - у грамотрицательных бактерий). Капсула, микрокапсула, слизь С состоит из полисахаридов,. У некоторых патогенных бактерий (пневмококк, сибиреязвенная палочка) капсула образуется исключительно в организме животного или человека, тогда как у других видов бактерий (например, клебсиеллы) капсулообразование наблюдается при культивировании на питательных средах. Капсула защищает бактерию от действия неблагоприятных воздействий факторов иммунитета… Метод выявления метод ГинсаБурри Споры Форма покоящихся грамположительных бактерий. Споры образуются при неблагоприятных условиях существования бактерий (высушивание, дефицит питательных веществ и др.). При этом внутри одной бактерии образуется одна спора. Образование спор способствует сохранению вида и не является способом размножения. Спорообразующие палочковидные аэробные бактерии, у которых размер споры не превышает диаметр клетки, называются бациллами. Волютин Запасное вещество бактерий, дрожжей и зеленых микроводорослей, откладывается в клетках в виде гранул полифосфорной кислоты. При недостатке фосфора в среде используется как депо фосфатов. Впервые В. описан у бактерий Spirillum volutans (отсюда название). Выявляется в клетках при окрашивании их метиленовым синим. Гранулы В. окрашиваются при этом в красный цвет (явление метахромазии). Структура бактериальной клетки
Извитые (спиралевидные) бактерии Спиралевидно-извитые бактерии по длине, числу и размеру витков разделяют на: 1)вибрионы - короткие слегка изогнутые бактерии, имеющие вид запятой; 2)спириллы - более длинные бактерии с несколькими (5-6 крупными завитками); 3)спирохеты - тонкие длинные бактерии со многими мелкими завитками в виде штопора. Нитевидные формы бактерий Образующие временные нити. Образуют палочковидные бактерии при нарушении условий их роста или регуляции клеточного деления(микобактерии, коринебактерии и т.д.). Образующие постоянные нити. Образуются из палочковидных клеток, соединяющихся в длинные цепочки с помощью слизи, чехлами, мостиками (серобактерии, железобактерии) Морфология спирохет В Важнейшей особенностью спирохет является внутриклеточное расположение двигательного Строение спирохет соответствует общему плану строения грамотрицательных бактерий: цитоплазматический цилиндр окружен оболочкой из пептидогликана и наружной мембраной. Эндофлагеллы спирохет расположены в периплазматическом пространстве клеточной стенки, они берут начало от базальных телец на концах клетки и направлены к её середине. Эндофлагеллы и цитоплазматический цилиндр взаимно закручены, что определяет извитую форму клетки и позволяет им совершать различные движения: колебательные, вращательные, сгибательные. Особый тип подвижности спирохет позволяет им эффективно передвигаться в вязких средах. Методы микроскопии спирохет Спирохеты изучают в нативных препаратах, используя темнопольную микроскопию для выявления их формы и подвижности. Их ультраструктуру изучают с помощью электронной микроскропии. Для изучения спирохет в окрашенном состоянии применяют: Метод Романовского-Гимзы. Представители разных родов ок- рашиваются в разные цвета: в сине-фиолетовый - боррелии, в бледно- розовый - трепонемы, в красно-розовый - лептоспиры. Метод серебрения по Морозову основан на протравливании танином спирохет с последующей обработкой солями серебра; при этом спирохеты (трепонемы, лептоспиры) несколько утолщаются и имеют вид темно-коричневых спиралей на светло-желтом фоне препарата. Негативный способ Бурри представляет собой окраску препарата тушью. Тушь не проникает в тела микробов, поэтому в препаратах по Бурри на темном фоне туши видны белые контуры спирохет (боррелий, трепонем). Простой способ окраски пригоден только для окраски боррелий, другие спирохеты этим методом не окрашиваются. Морфология риккетсий Представители рода представлены полиморфными, чаще кокковидными или палочковидными неподвижными грамотрицательными клетками. В оптимальных условиях клетки риккетсий имеют форму коротких палочек размером в среднем 0,2—0,6 × 0,4—2,0 мкм, что сравнимо с размерами наиболее крупных вирусов (около 0,3 мкм). Их форма и размеры могут несколько меняться в зависимости от фазы роста (логарифмическая или стационарная фазы). При изменении условий роста они легко образуют клетки неправильной формы или нитевидные. На поверхности мембраны клеточной стенки располагается капсулоподобный слизистый покров и микрокапсула, содержащие группоспецифический «растворимый» антиген. В клеточной стенке локализуются основные белки, большинство из которых являются видоспецифичными антигенами, а также липополисахарид и пептидогликан. В цитоплазматической мембране преобладают ненасыщенные жирные кислоты, она осмотически активна, имеет специфическую транспортную систему АТФ-АДФ. Нуклеоид клетки риккетсий содержит кольцевую хромосому. Размножаются путём бинарного деления, обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом. Источником энергии у внеклеточных риккетсий служит глутамат. Возможно, что при размножении получают макроэргические соединения из клетки-хозяина. Способны индуцировать свой фагоцитоз эукариотной клеткой. Таксономическое положение Понятие из области систематики, с помощью к-рого определяется соподчиненность отдельных групп объектов (таксонов) на основе их сходственных и (или) родственных отношений. Степень сходства или родства отражает таксономические отношения, а положение таксона в соподчинении (иерархии) — его таксономический ранг (уровень организации таксономической системы). Чем более отдаленные отношения связывают данный таксон с другими (чем более обособлено его положение в системе), тем выше его таксономический ранг (см. Систематика). Принцип иерархического построения биол. системы и основные Т. к. были установлены К. Линнеем, выделившим семь Т. к.— царство (Regnum), тип или отдел (Phylum или Sectio), класс (Classis), отряд или порядок (Ordo), род (Genus), вид (Species), разновидность (Varietas). В 19 в. к этим Т. к. было добавлено семейство (Familia). В систематике 20 в. принимается значительно более дробная иерархическая структура, в к-рой количество Т. к. значительно увеличено. К ним добавлены когорта (Cohors), триба (Tribus) и другие Т. к. промежуточного ранга. Названия других таксономических категорий промежуточного ранга образуют путем добавления приставки над- (super-) или под-(sub-, infra-) к названию основной таксономической категории, надотряд (Superordo), подсемейство (Subfamilia). Кроме того, таксономические категории принято делить на низшие (вид и внутривидовые таксоны) и высшие (все надвидовые таксоны). Морфология риккетсий. Биологические свойства Грамотрицательные полиморфные прокариоты, могут иметь кокковидную, палочковидную или нитевидную форму. Облигатные внутриклеточные паразиты, Жизненный цикл риккетсий включает 2 стадии - вегетативную (внутриклеточную) и покоящуюся. Риккетсии способны проникать в цитоплазму клеток хозяина, разрушая мембрану фагосом с помощью фосфолипаз. В цитоплазме они активно размножаются бинарным делением, потребляя необходимые им вещества. Выход из клетки-хозяина может осуществляться при её лизисе. Жизненный цикл риккетсий 1 стадия - вегетативная: в клетке хозяина риккетсии имеют палочковидную форму, активно размножаются бинарным делением, обладают подвижностью 2 стадия - покоящаяся: в окружающей среде риккетсии имеют сферическую форму, неподвижные и не размножаются Морфология хламидий Хламидии - мелкие грамотрицательные прокариоты шаровидной или овоидной формы, не образуют спор, неподвижны, не имеют капсулы. В составе клеточной стенки отсутствует пептидогликан, ригидные функции выполняют белки наружной мембраны. Хламидии существуют в двух формах: • Элементарное тельце (0,2-0,3 мкм) - внеклеточная инфекционная форма хламидий , ответственное за процесс прикрепления к клетке- мишени и проникновение в них. • Ретикулярное тельце (0,8-1,5 мкм)- внутриклеточная метаболически активная форма Биологические свойства хламидий Хламидии - мелкие грамотрицательные прокариоты шаровидной или овоидной формы, не образуют спор, неподвижны, не имеют капсулы. В составе клеточной стенки отсутствует пептидогликан, ригидные функции выполняют белки наружной мембраны, облигатные внутриклеточные паразиты. Хламидии зависят от энергетических ресурсов эукариотической клетки, а также конкурируют с клеткой-хозяином за питательные вещества, витамины,кофакторы. Главной биологической особенностью хламидий является уникальный внутриклеточный цикл развития, состоящий из чередования двух форм возбудителя: Элементарные тельца (ЭТ, мелкая инвазивная форма) обеспечивают внеклеточное выживание, обеспечивает прикрепление к клетке-мишени и проникновение в нее; метаболически мало активны, имеют жесткую клеточную стенку, резистентны к осмотическому шоку, устойчивы практически ко всем известным в настоящее время антибиотикам. Ретикулярные тельца (РТ, значительно более крупная внутриклеточная форма) обладают высокой метаболической активностью, выраженной чувствительностью к антибиотикам, способны к бинарному делению. Микоплазмы Микоплазмы являются «мембранными паразитами», поскольку основное место их локализации вне и внутри клетки связано с мембранами. Все микоплазмы способны вызывать гемолиз эритроцитов человека и животных. Заселяют главным образом слизистые дыхательных и урогенитальных путей животных и человека, но встречаются и на эпителии суставов, в почках, легких, селезенке, костном мозге, тимусе и крови. Персистенция, т.е. длительное нахождение в макроорганизме, является основной формой существования всех микоплазм. Основное депо персистирующих микоплазм - костный мозг. Микоплазмы могут активировать вирусы, вызывать аутоиммунные заболевания,иммунодефицит. Микоплазмы отнесены к условно-патогенным микроорганизмам, вызывающим в основном латентные инфекции с хроническим течением. При этом исчезновение симптомов инфекции не означает элиминации микоплазм из организма. Микоплазменные инфекции могут быть индикатором дистресса организма. Так, учеловека персистенция микоплазм обычно связана с нарушением микроэкологии. Широкое распространение микоплазм в природе свидетельствует о том, что в эволюционном плане они являются преуспевающими микроорганизмами. Кроме того, микоплазмы эволюционируют сравнительно быстро. Предполагают, что их эволюция ориентирована на эндосимбиоз. Актиномицеты Наиболее распространены в почве: в ней обнаруживаются представители почти всех родов актиномицетов. Их экологическая роль заключается чаще всего в разложении сложных устойчивых субстратов. Многие актиномицеты образуют разнообразные антибиотики , такие, как стрептомицин, тетрациклины, эритромицин и др. (или лучистые грибы) почти всегда присутствуют в полости рта здорового человека. Внешне они сходны с нитевидными грибами: состоят из тонких, ветвящихся нитей - гифов, которые, переплетаясь, образуют видимый глазом мицелий. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||