Систематика и номенклатура микроорганизмов

Систематика и номенклатура микроорганизмов

 

Основной таксономической  единицей систематики бактерий является вид.

 

Вид – это эволюционно  сложившаяся совокупность особей, имеющая  единый генотип, который в стандартных  условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими и  другими признаками.

 

Вид не является конечной единицей систематики. Внутри вида выделяют варианты микроорганизмов, отличающиеся отдельными признаками. Так, различают:

 

1) серовары (по антигенной  структуре);

 

2) хемовары (по чувствительности  к химическим веществам);

 

3) фаговары (по чувствительности  к фагам);

 

4) ферментовары;

 

5) бактериоциновары;

 

6) бактериоциногеновары.

 

Бактериоцины – вещества, продуцируемые бактериями и губительно действующие на другие бактерии. По типу продуцируемого бактериоцина различают бактериоциновары, а по чувствительности – бактерициногеновары.

 

Для видовой идентификации  бактерий необходимо знать следующие  их свойства:

 

1) морфологические (форму  и структуру бактериальной клетки);

 

2) тинкториальные (способность  окрашиваться различными красителями);

 

3) культуральные (характер  роста на питательной среде);

 

4) биохимические (способность  утилизировать различные субстраты);

 

5) антигенные.

 

Виды, связанные генетическим родством, объединяют в роды, роды –  в семейства, семейства – в  порядки. Более высокими таксономическими категориями являются классы, отделы, подцарства и царства.

 

Согласно современной  систематике патогенные микроорганизмы относятся к царству прокариот, патогенные простейшие и грибы –  к царству эукариот, вирусы объединяются в отдельное царство – Vira.

 

Все прокариоты, имеющие единый тип организации клеток, объединены в один отдел – Bacteria. Однако отдельные  их группы отличаются структурными и  физиологическими особенностями. На этом основании выделяют:

 

1) собственно бактерии;

 

2) актиномицеты;

 

3) спирохеты;

 

4) риккетсии;

 

5) хламидии;

 

6) микоплазмы.

 

В настоящее время для  систематики микроорганизмов используется ряд таксономических систем.

 

1. Нумерическая таксономия. Признает равноценность всех  признаков. Для ее применения  необходимо иметь информацию  о многих десятках признаков. Видовая принадлежность устанавливается по числу совпадающих признаков.

 

2. Серотаксономия. Изучает  антигены бактерий с помощью  реакций с иммунными сыворотками.  Наиболее часто применяется в  медицинской бактериологии. Недостаток  – бактерии не всегда cодержат видоспецифический антиген.

 

3. Хемотакcономия. Применяются физико-химические методы, с помощью которых исследуется липидный, аминокислотный состав микробной клетки и определенных ее компонентов.

 

4. Генная систематика.  Основана на способности бактерий с гомологичными ДНК к трансформации, трансдукции и конъюгации, на анализе внехромосомных факторов наследственности – плазмид, транспозонов, фагов.

 

Совокупность основных биологических  свойств бактерий можно определить только у чистой культуры – это  бактерии одного вида, выращенные на питательной  среде.

3. ОКРАСКА МИКРООРГАНИЗМОВ  - комплекс методов и приемов,  применяемый для изучения морфологических  свойств микроорганизмов. В нативном (естественном) состоянии бактерии  имеют такой же коэффициент  преломления, как и стекло, поэтому  они невидимы под микроскопом.  Благодаря О. м. можно изучать  их морфол. особенности, что необходимо  при проведении бактериологического  исследования. Окрашивание бактерий  производится как для обнаружения  их в исследуемом материале  при бактериоскопической диагностике,  так и для их идентификации  после выделения чистой культуры  из исследуемого материала при  бактериол. исследовании.

 

Приготовление окрашенного  препарата состоит из следующих  этапов: приготовление мазка, его  высушивание, фиксация и окраска. Для  приготовления мазка на середину чистого предметного стекла наносят  небольшую каплю воды и с помощью бактериальной петли помещают в нее исследуемый материал. Материал равномерно распределяют на стекле таким образом, чтобы образовался тонкий мазок круглой или овальной формы размером 1-2 см2. Затем препарат высушивают либо при комнатной температуре на воздухе, либо в струе теплого воздуха высоко над пламенем горелки. Высушенный мазок подвергают фиксации, вследствие чего он прикрепляется к стеклу (фиксируется), микробы инактивируются и становятся безопасными, возрастает их восприимчивость к окраске. Применяют различные способы фиксации. Наиболее простым и самым распространенным способом является фиксация жаром - нагреванием на пламени горелки (препарат несколько раз проводят через наиболее горячую часть пламени горелки). В нек-рых случаях прибегают к фиксации препарата этиловым или метиловым спиртом, ацетоном, смесью равных объемов этилового спирта и эфира (по Никифорову). После фиксации производят окраску мазка. Наиболее пригодными для окраски микробов являются основные и нейтральные анилиновые красители. Окрашенный препарат промывают водой и высушивают. На высушенный мазок наносят каплю иммерсионного масла и микроскопируют, пользуясь иммерсионной системой микроскопа.

 

Существуют простые и  сложные способы окрашивания  микробов. При простой окраске, к-рая 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.

 

Метод окраски по Граму - наиболее распространенный сложный способ окраски. Бактерии в зависимости от того, подвергаются они окраске по этому  методу или нет, разделяют на две  группы: грамположительные (красящиеся по Граму) и грамотрицательные (не красящиеся) Различие в окраске обусловлено  разным строением клеточной стенки грамположительных и грамотрицательных  бактерий.

 

Методика окраски по Граму  заключается в последовательной обработке фиксированного мазка: окраске  генцианвиолетом через фильтровальную бумагу (1-2 мин), обработке р-ром Люголя (1 мин), обесцвечивании спиртом (1/2-1 мин - до отхождения фиолетовых струек краски), промывании водой, окрашивании фуксином (1-2 мин). Сущность метода состоит в  том, что грамположительные бактерии удерживают комплекс краситель - йод  и не обесцвечиваются спиртом, грамотрицательные  не обладают этим свойством, т. е. обесцвечиваются  спиртом (дифференцирующим веществом) и докрашиваются фуксином. В результате грамположительные бактерии приобретают  фиолетовый цвет, грамотрицательные - красный.

 

Метод Циля-Нельсена предназначен для дифференциации кислотоустойчивых  бактерий (возбудителей туберкулеза  и лепры) от некислотоустойчивых. При окраске по этому методу используют карболовый фуксин Циля, серную к-ту (дифференцирующее вещество) и метиленовый синий. Кислотоустойчивые бактерии окрашиваются в красный цвет карболовым фуксином Циля и не обесцвечиваются к-той, некислотоустойчивые теряют красную окраску при обработке к-той и докрашиваются метиленовым синим.

 

При изучении структуры микробной  клетки используют целый ряд сложных  методов. Так, для выявления капсулы  у бактерий применяют метод Гинса, для обнаружения спор бактерий - метод Ауески, зерна волютина можно  окрасить с помощью метода Нейссера. Для выявления жгутиков используют методы "сверхокраски", при к-рых  клетки и отдельные их структуры  увеличиваются в размерах и становятся видимыми под световым микроскопом. К методам "сверхокраски" относится, в частности, метод серебрения по Морозову. Он также может быть использован  для окрашивания спирохет и даже наиболее крупных вирусов - вирусов  оспы.

 

Универсальным методом О. м. является окраска по Романовскому-Гимзе (смесью азура, эозина и метиленового синего). При окрашивании простейших их цитоплазма приобретает голубой  цвет, а ядра - красно-фиолетовый. Этот метод используют также при исследовании риккетсий, хламидий, спирохет, форменных  элементов крови.

Классификация микроорганизмов

/. Понятие микроорганизмов 

2. Систематика микроорганизмов 

3. Прокариоты 

4. Бактерии 

1Микроорганизмы — это  организмы, невидимые невооруженным  глазом из-за их незначительных  размеров.

 Критерий размера —  единственный, который их объединяет.

 В остальном мир  микроорганизмов еще более разнообразен, чем мир макроорганизмов.

2. Согласно современной  систематике, микроорганизмы к  3 царствам:

 • Vira — вирусы;

 • Eucariotae— простейшие и грибы;

 • Procariotae- истинные бактерии, риккетсии, хламидии, мико-плазмы, спирохеты, актиномицеты.

 Так же как для  растений и животных, для названия  микроорганизмов применяется бинарная  номенклатура, т. е. родовое и  видовое название.

 Если видовую принадлежность  исследователям определить не  удается и определена только  принадлежность к роду, то употребляется  термин species. Чаще всего это имеет место при идентификации микроорганизмов, имеющих нетрадиционные пищевые потребности или условия существования. Название рода обычно либо основано на морфологическом признаке соответствующего микроорганизма (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium), либо является производным от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (Neisseria, Shig-ella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).

Видовое название часто связано  с наименованием основного вызываемого  этим микроорганизмом заболевания (Vibriocholerae— холеры, Shigelladysenteriae — дизентерии, Mycobacteriumtuberculosis — туберкулеза) или с основным местом обитания {Escherihiacoli — кишечная палочка).

 Кроме того, в русскоязычной  медицинской литературе возможно  использование соответствующего  русифицированного названия бактерий (вместо Staphylococcusepidermidis — эпидер-мальный стафилококк; Staphylococcusaureus — золотистый стафилококк и т. д.).

3. Царство прокариот включает  в себя отдел цианобактерий  и отдел эубактерий, который, в  свою очередь, подразделяется  на порядки: 

• собственно бактерии (отделы Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);

 • актиномицеты;

 • спирохеты; 

 • риккетсии; 

 • хламидии.

Порядки подразделяются на группы.

Прокариоты отличаются от эукариот тем, что не имеют:

 • морфологически оформленного  ядра (нет ядерной мембраны и  отсутствует ядрышко), его эквивалентом  является нуклеоид, или генофор,  представляющий собой замкнутую  кольцевую двуни-тевую молекулу  ДНК, прикрепленную в одной  точке к цито-плазматической мембране; по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией;

 • сетчатого аппарата  Гольджи; 

 • эндоплазматической  сети;

 • митохондрий. 

 Имеется также ряд  признаков, или органелл, характерных  для многих, но не для всех  прокариот, которые позволяют  отличать их от эукариотов:

 • многочисленные инвагинации  цитоплазматической мембраны, которые  называются мезосомами, они связаны  с нуклеоидом и участвуют в  делении клетки, спорообразовании  и дыхании бактериальной клетки;

 • специфический компонент  клеточной стенки — муреин, по  химической структуре это пептидогликан  (диаминопиеминовая кислота);

 • плазмиды — автономно  реплицирующиеся кольцевидные молекулы  двунитевой ДНК с меньшей, чем  хромосома бактерий, молекулярной  массой. Они находятся наряду  с нуклеоидом в цитоплазме, хотя  могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде.

Наиболее известны:

. F-плазмиды, обеспечивающие конъюгационный перенос

 между бактериями;

 . R-плазмиды — плазмиды лекарственной устойчивости, обеспечивающие циркуляцию среди бактерий генов, детерминирующих устойчивость к используемым для лечения различных заболеваний химиотерапевтическим средствам.

4. Бактерии — прокариотические, преимущественно одноклеточные  микроорганизмы, которые могут также  образовывать ассоциации (группы) сходных  клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.

Основные таксономические  критерии, позволяющие отнести штаммы бактерий к той или иной группе:

 • морфология микробных  клеток (кокки, палочки, извитые);

 • отношение к окраске  по Граму — тинкториальные  свойства (грамположительные и грамотрицательные);

 • тип биологического  окисления — аэробы, факультативные  анаэробы, облигатные анаэробы;

 • способность к  спорообразованию.

 Дальнейшая дифференциация  групп на семейства, рода и  виды, которые являются основной  таксономической категорией, проводится  на основании изучения биохимических  свойств. Этот принцип положен  в основу классификации бактерий, приве­денной в специальных руководствах — определителях бактерий.

Вид является эволюционно  сложившейся совокупностью особей, имеющих единый генотип, который  в стандартных условиях проявляется  сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками.

 Для патогенных бактерий  определение "вид" дополняется  способностью вызывать определенные  нозологические формы заболеваний.