Лекция по "Биологии"

Фимбрии или  реснички - короткие нити, в большом количестве окружающую бактериальную клетку, с помощью которых бактерии прокрепляются к субстратам (например, к поверхности слизистых оболочек). Таким образом, фимбрии являются факторами адгезии и колонизации.

F- пили (фактор  фертильности) - аппарат конъюгации бактерий, встречаются в небольшом количестве в виде тонких белковых ворсинок.

Эндоспоры и  спорообразование.

Спорообразование- способ сохранения определенных видов бактерий в неблагоприятных условиях среды. Эндоспоры образуются в цитоплазме, представляют собой клетки с низкой метаболической активностью и высокой устойчивостью (резистентностью) к высушиванию, действию химических факторов, высокой температуры и других неблагоплиятных факторов окружающей среды. При световой микроскопии часто используют метод выявления спор  по Ожешко. Высокая резистентность связана с большим содержанием кальциевой соли дипиколиновой кислоты в оболочке спор. Расположение и размеры спор у различных микроорганизмов отличается, что имеет дифференциально- диагностическое (таксономическое) значение. Основные фазы "жизненного цикла" спор- споруляция (включает подготовительную стадию, стадию предспоры, образования оболочки, созревания и покоя) и прорастание, заканчивающееся образованием вегетативной формы. Процесс спорообразования генетически обусловлен.

Некультивируемые  формы бактерий.

У многих видов грамотрицательных  бактерий, не образующих спор, существует особое приспособительное состояние- некультивируемые формы. Они обладают низкой метаболической активностью  и активно не размножаются, т.е. не образуют колоний на плотных питательных  средах, при посевах не выявляются. Обладают высокой устойчивостью  и могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет. Не выявляются классическими бактериологическими  методами, обнаруживаются только при  помощи генетических методов ( полимеразной цепной реакции- ПЦР).

4.Морфологическая  характеристика грибов.

Грибы и простейшие имеют  четко ограниченное ядро и относятся  к эукариотам. Грибы крупнее бактерий, в эволюционном плане близки к  растениям (наличие клеточной стенки, содержащей хитин или целлюлозу, вакуолей с клеточным соком, неспособность  к перемещению, видимое движение цитоплазмы). Ядерный материал грибов отделен от цитоплазмы ядерной мембраной. Дрожжевые грибы образуют отдельные овальные клетки. Плесневые грибы формируют клеточные нитеподобные структуры- гифы. Мицелий- переплетение гифов- основная морфологическая структура. У низших грибов мицелий одноклеточный, не имеет внутренних перегородок (септ). Грибы размножаются половым и бесполым (вегетативным) способом. При вегетативном размножении образуются специализированные репродуктивные структуры- споры- конидии. Они могут располагаться в специализированных вместилищах- спорангиях (эндоспоры) или отшнуровываться от плодоносящих гиф (экзоспоры). Реже наблюдают образование спор внутри клеток (оидии), являющихся сегментами гиф. Дрожжевые клетки размножаются почкованием, мицелий не образуют. Половое размножение включает взаимодействие специализированных клеток, имеющих существенные различия в морфологии у различных грибов и часто используемых как дифференциально- диагностический признак.

Для большинства видов  грибов, имеющих медицинское значение, характерно наличие конидий (или  экзоспор), являющихся формами неполового размножения. Их классификация во многом основывается на морфологических формах конидий. Их наиболее частые формы- бластопоры, хламидоспоры, артроспоры, конидиоспоры.

Бластоспоры- простые структуры, котрые образуются в результате почкования, с последующим отделением почки  от родительской клетки, например у  дрожжевых грибов.

Хламидоспоры образуются в результате увеличения гифальных  клеток с образованием толстой оболочки, защищающей споры от неблагоприятных  условий окружающей среды.

Артроспоры- споры, образующиеся путем фрагментации гиф на отдельные  клетки. Они встречаются у дрожжеподобных грибов, возбудителя кокцидиоидоза, тканевых форм дерматофитов в волосе, кожных чешуйках и в ногтях.

Конидиоспоры- зрелые наружные споры, возникающие на дифференцированных конидиофорах (конидионосцах), отличающихся от других нитей мицелия по форме  и размерам (у аспергилл, пеницилл) или располагающиеся по бокам  и на концах любой ветви мицелия, прикрепляясь к ней непосредственно  или тонкой ножкой.

К эндоспорам совершенных  грибов относятся спорангиоспоры мукоровых  грибов, развивающихся в специальных  органах (спорангиях), располагающихся  на вершине спорангиеносца. Споры  освобождаются при разрыве стенки спорангия.

Эндоспоры обнаруживают также  у тканевых форм возбудителей кокцидиоидоза. Они развиваются в круглых  образованиях - сферулах, при разрыве  стенки зрелой сферулы попадают во внешнюю среду.

Основное функциональное отличие спор у бактерий и грибов: у бактерий споры обеспечивают переживание  в неблагоприятных условиях окружающей среды, у грибов образование спор- способ размножения.

5. Морфологическая  характеристика актиномицетов (лучистых грибов по старым классификациям). Актиномицеты - формы бактерий, имеющие истинный, не имеющий перегородок мицелий. Мицелиальный (в виде ветвящихся нитей) рост этих грамположительных бактерий придает им внешнее сходство с грибами. Это сходство усиливается вследствие наличия у высших форм актиномицетов наружных неполовых спор, которые называются конидиями.

В отличие от грибов, актиномицеты имеют прокариотическое строение клетки, не содержат в клеточной стенке хитина или целлюлозы, размножаются только бесполым путем.  У низших актиномицетов мицелий фрагментируется на типичные одноклеточные бактерии. Мицелий актиномицетов подразделяют на субстратный (в субстрате) и воздушный. К мицелиальным бактериям относят микобактерии, рода накардий и актиномицетов, несколько родов высших актиномицет.

Представители рода Mycobacterium, в который входят возбудители  туберкулеза, являются кислотоустойчивыми микроорганизмами, плохо воспринимающими  краски. Их высокая резистентность во внешней среде , кислотоустойчивость  и ряд других свойств связан с  особым составом клеточной стенки, большим содержанием липидов  и воска.

У представителей родов Actinomyces и Nocardia мицелий выражен в значительно  большей степени, чем у микобактерий, однако в старых культурах они  также проявляют тенденцию фрагментироваться  на отдельные клетки неправильной формы. Микроорганизмы рода Actinomyces являются анаэробами, Nocardia - аэробами, многие из которых проявляют  кислотоустойчивость.

Микроорганизмы, относящиеся  к высшим актиномицетам (рода Streptomyces, Micromonospora) образуют мицелий и размножаются наружными неполовыми спорами или  конидиями. Обычным местом обитания для большинства из них является почва. Однако ряд видов актиномицет  и нокардий могут инфицировать раны и вызывать образование абсцессов. Для актиномицетов характерно образование  друз - плотных "зерен" в гное, представляющих собой беспорядочно переплетенные  в центре нити мицелия с радиально отходящими на периферию колбовидно расширенными на концах "дубинками". С некоторыми актиномицетами (например, стрептомицетами) связана способность выработки антибиотиков.

6. Морфологическая  характеристика простейших.

Имеют эукариотическое строение клетки и значительно более сложную  функциональную и морфологическую  организацию по сравнению с бактериями и грибами. Снаружи тело простейших покрывает эластичная и ригидная пелликула, образованная внешним слоем цитоплазмы. У некоторых видов клеточная мембрана может включать опорные фибриллы и даже минеральный скелет. Простейшие могут иметь несколько ядер. Многие простейшие способны активно двигаться за счет псевдоподий, жгутиков или ресничек. Жизненный цикл паразитических простейших нередко включает образование промежуточных форм в различных хозяевах. Основные классы простейших: саркодовые или амебы- наиболее просто устроенные простейшие, споровики (малярийные плазмодии, токсоплазмы, пневмоцисты, бабезии), жгутиконосцы (трихомонады, лейшмании), инфузории. Простейшие очень широко распространены, достаточно сказать, что малярийными плазмодиями и токсоплазмами в сумме поражено до трети населения земного шара. Всего известно около 7 тысяч видов простейших, патогенных для различных растений, животных, человека, непатогенных- во много раз больше. Простейших изучает наука протозоология.  

Лекция № 3. Химическая структура, биохимические свойства и ферменты бактерий.

Клетка- универсальная единица  живой материи. По химическому составу  существенных отличий прокариотических и эукариотических клеток нет.

Химические элементы, входящие в состав живой материи, можно  разделить на три основные группы.

1.Биогенные химические элементы (С, О, N, H). На их долю приходится 95% сухого остатка, в т.ч. 50%- C, 20%- O, 15%- N, 10%- H).

2.Макроэлементы- P, S,Cl, K, Mg, Ca, Na. На них приходится около 5 %.

3.Микроэлементы- Fe, Cu, I, Co, Mo и др. На них приходятся доли процента, однако они имеют важное значение в обменных процессах.

Химические элементы входят в состав различных веществ- воды, белков, липидов, нейтральных жиров, углеводов, нуклеиновых кислот. Синтез соединений контролируется генами. Многие вещества бактериальная клетка может  получать извне- из окружающей среды  или организма хозяина.

Вода составляет от 70 до 90 % биомассы. Содержание воды больше у капсульных бактерий, меньше всего- в спорах.

Белки встречаются во всех структурных элементах клетки. Белки могут быть более простые (протеины) и сложные (протеиды), в чистом виде или в комплексе с липидами, сахарами. Выделяют структурные (структурообразующие) и функциональные (регуляторные) белки, к последним относятся ферменты.

В состав белков входят как обычные для эукариотов аминокислоты, так и оригинальные- диаминопимелиновая, D-аланин, D-глютанин, входящие в состав пептидогликанов и капсул некоторых бактерий. Только в спорах находится дипиколиновая кислота, с которой связана высокая резистентность спор. Жгутики построены из белка флагеллина, обладающего сократительной способностью и выраженными антигенными свойствами. Пили (ворсинки) содержат особый белок- пилин.