Bakterier er encellede organismer som mangler klorofyll.
Bakterie finnes overalt og bor i alle habitater. Det største antallet av dem finnes i jorda på en dybde på opptil 3 km (opptil 3 milliarder i ett gram jord). Det er mange av dem i luften (i en høyde på opptil 12 km), i kroppene til dyr og planter (både levende og døde), og menneskekroppen er intet unntak.
Blant bakterier er det immobile og mobile former. Bakterier beveger seg ved hjelp av en eller flere flageller, som befinner seg på hele overflaten av kroppen eller i et bestemt område.
Bakterieceller varierer i form:
Cocci:
Monokokker: Disse er separat plasserte celler.
Diplococci: Disse er sammenkoblede kokker etter deling kan de danne par.
Gonococcus Neisser: årsaken til gonoré
Pneumokokker: forårsaker av lobar lungebetennelse
Meningokokker: årsaken til meningitt (akutt betennelse i hjernehinnene)
Streptokokker: Dette er rundformede celler som etter deling danner kjeder.
α - viridans streptokokker
β - hemolytiske streptokokker, årsakene til skarlagensfeber, sår hals, faryngitt ...
γ - ikke-hemolytiske streptokokker
Staphylococcus: Dette er en gruppe mikroorganismer som ikke sprer seg etter deling, og danner enorme, uordnede klynger.
Årsaksmiddel: pustulære sykdommer, sepsis, byller, abscesser, phlegmon, mastitt, pyodermatitt og lungebetennelse hos nyfødte.
Sarcin: Dette er en opphopning av kokker i grupper i form av poser med 8 eller flere kokker.
Stangformet:
Dette er sylindriske bakterier, lik staver som måler 1-5×0,5-1 mikron, ofte plassert enkeltvis .
De faktiske bakteriene: Dette er stavformede bakterier som ikke danner sporer.
Baciller: Dette er stavformede bakterier som danner sporer.
(Kochs basill, Escherichia coli, miltbrannsårsak, Pseudomonas aeruginosa, pest-årsak, kikhoste-årsak, chancroid-årsak, tetanus-årsak, botulisme-årsak, patogen...)
Vibrios:
Disse er lett buede celler, formet som kommaer, 1-3 mikron store.
Vibrio cholerae: årsaken til kolera. Lever i vann som infeksjon oppstår gjennom.
Spirilla:
Dette er kronglete mikroorganismer i form av en spiral, med en, to eller flere spiralringer.
Ufarlige bakterier som lever i kloakk og oppdemte dammer.
Spirochetes:
Dette er tynne, lange, økseformede bakterier, representert av tre arter: Treponema, Borrelia, Lertospira. Treponema pallidum er patogen for mennesker - årsaken til syfilis er seksuelt overført.
Strukturen til en bakteriecelle:
Bakteriell cellestruktur godt studert ved hjelp av elektronmikroskopi. En bakteriecelle består av en membran, hvis ytre lag kalles celleveggen, og det indre laget er cytoplasmatisk membran, samt cytoplasma med inneslutninger og nukleotider. Det er ytterligere strukturer: kapsel, mikrokapsel, slim, flagella, pili, plasmider;
Celleveggen - en sterk, elastisk struktur som gir bakterien en viss form og «demper» det høye osmotiske trykket i bakteriecellen. Det beskytter cellen mot skadelige miljøfaktorer.
Ytre membran representert av lipopolysakkarider, fosfolipider og proteiner. På yttersiden er det lipo-polysakkarid.
Mellom celleveggen og den cytoplasmatiske membranen er det periplasmatiske rommet, eller periplasmaet, som inneholder enzymer.
Cytoplasmatisk membran ved siden av den indre overflaten av bakteriecelleveggen og omgir den ytre delen av bakteriell cytoplasma. Den består av et dobbelt lag med lipider, samt integrerte proteiner som trenger gjennom den.
Cytoplasma opptar hoveddelen av bakteriecellen og består av løselige proteiner, ribonukleinsyrer, inneslutninger og mange små granuler - ribosomer, ansvarlig for proteinsyntesen. Cytoplasmaet inneholder ulike inneslutninger i form av glykogengranulat, polysakkarider, fettsyrer og polyfosfater.
Nukleotid - tilsvarende kjernen i bakterier. Det er lokalisert i cytoplasmaet til bakterier i form av dobbelttrådet DNA, lukket i en ring og tett pakket som en ball. Vanligvis inneholder en bakteriecelle ett kromosom, representert av et DNA-molekyl lukket i en ring.
I tillegg til nukleotidet kan bakteriecellen inneholde ekstrakromosomale arvelige faktorer - plasmider, som representerer kovalent lukkede DNA-ringer og er i stand til å replikere uavhengig av bakteriekromosomet.
Kapsel - en slimstruktur som er fast forbundet med celleveggen til bakterier og har klart definerte ytre grenser. Vanligvis består kapselen av polysakkarider, noen ganger av polypeptider,
Mange bakterier inneholder mikrokapsel - slimdannelse, kun oppdaget ved elektronmikroskopi.
Flagella bakterier bestemmer cellemotiliteten. Flagella er tynne filamenter som stammer fra den cytoplasmatiske membranen, de er festet til den cytoplasmatiske membranen og celleveggen av spesielle disker, de er lange, de består av et protein - flagellin, vridd i form av en spiral. Flagella oppdages ved hjelp av et elektronmikroskop.
Kontrovers - en særegen form for hvilende gram-positive bakterier dannet i det ytre miljøet under ugunstige forhold for bakteriers eksistens (tørking, næringsmangel, etc.).
L-form bakterier.
Hos mange bakterier, med delvis eller fullstendig ødeleggelse av cellevegger, dannes L-former. For noen oppstår de spontant. Dannelsen av L-former skjer under påvirkning av penicillin, som forstyrrer syntesen av celleveggsmukopeptider. Når det gjelder morfologi, ligner L-formene til forskjellige bakteriearter hverandre. De er sfæriske, formasjoner av forskjellige størrelser: fra 1-8 mikron til 250 nm, de er i stand til, som virus, å passere gjennom porene til porselensfiltre. Imidlertid, i motsetning til virus, kan L-former dyrkes på kunstige næringsmedier ved å tilsette penicillin, sukker og hesteserum. Når penicillin fjernes fra næringsmediet, omdannes L-formene tilbake til de opprinnelige bakterieformene.
For tiden er L-former av Proteus, Escherichia coli, Vibrio cholerae, Brucella, forårsakende midler av gass koldbrann og tetanus og andre mikroorganismer oppnådd.
Gram-positive mikroorganismer (gr + m/o).
Disse inkluderer: Staphylococcus aureus og Staphylococcus epidermidis og Streptococcus...
Habitat: øvre luftveier og hud.
Reservoar: hud, luft, pleieartikler, møbler, sengetøy, klær.
De dør ikke når de tørkes.
Reproduksjon: de formerer seg ikke utenfor mennesker, men er i stand til å formere seg i matvarer hvis de ikke oppbevares riktig.
Gram-negative mikroorganismer (gr - m/o).
Disse inkluderer: Escherichia coli, Klebsiella, Citrobacter, Proteus, Pseudomonas aeruginosa...
Habitat: tarmer, slimhinner i urin- og luftveiene...
Reservoar: våte filler, børster for oppvask, pusteutstyr, våte overflater, medisinske og svake desinfeksjonsmidler. løsninger.
De dør når de tørker ut.
Reproduksjon: akkumuleres i det ytre miljø, i desinfeksjonsmidler. løsninger med lave konsentrasjoner.
Overført: ved luftbårne dråper og husholdningskontakt.
Bakterier er prokaryoter - encellede organismer som ikke har en kjerne. De er delt inn i to superriker: Bakterier og arkebakterier. Blant de sistnevnte er det ingen patogener av smittsomme sykdommer. I dag er klassifiseringen av bakterier basert på prinsippene for genetiske forhold.
Superriket Bakteriene er dannet av følgende organismer:
Innenfor superriket er mikroorganismer klassifisert i seks taksonomiske grupper:
Hovedgruppen er arten. Den presenteres som et sett med individer med samme opprinnelse og genotype, beslektet med lignende egenskaper og forskjellig fra andre arter.
Navnet på arten bestemmes av binær nomenklatur (det vil si at navnet er dannet av to ord). Årsaken til syfilis, for eksempel, er betegnet Treponema pallidum. Den første delen av navnet angir slekten og er angitt med stor bokstav. Den andre angir typen, skrevet med en liten bokstav. Hvis en art nevnes for andre gang, angis slektsnavnet med forbokstaven (T. padillum).
Den vanligste er den fenotypiske grupperingen som er inkludert i den niende utgaven av Bergey's Key. Prinsippene er basert på strukturen til celleveggene.
Bergeys determinant klassifiserer også bakterier basert på deres Gram-farge. Gram-teknikken er en forskningsmetode der farging lar en differensiere organismer basert på de biokjemiske egenskapene til celleveggene deres. Metoden ble utviklet i 1884 av den danske legen Gram.
De største bakteriegruppene i Bergey-klassifiseringen:
I Bergeys nøkkel presenteres beskrivelser i grupper inkludert familier, slekter og arter. Noen ganger er klasser og bestillinger inkludert i gruppen. Bergeys nøkkel identifiserer 30 grupper, inkludert patogene organismer, de resterende 5 gruppene ifølge Bergey inneholder ikke patogene arter.
De siste årene har fylogenetisk klassifisering, som er basert på prinsippene for molekylærbiologi, blitt stadig mer populær. På 60-tallet av forrige århundre ble en av de første måtene å bestemme familieforhold basert på genomlikhet oppdaget - en teknikk for å sammenligne konsentrasjonene av guanin (et nukleinsyreelement) og cytosin (en komponent av DNA) i et DNA-makromolekyl . Identiske indikatorer for deres konsentrasjon indikerer ikke den evolusjonære likheten til mikroorganismer, men en forskjell på 10% indikerer at bakteriene tilhører forskjellige slekter.
På 70-tallet ble det utviklet en annen teknikk som radikalt endret teorien om mikrobiologi - å vurdere gensekvensen i 16s rRNA. Ved å bruke denne metoden ble det mulig å identifisere flere fylogenetiske grupper av mikroorganismer og analysere deres forhold.
Klassifisering på artsnivå utføres ved bruk av DNA-DNA hybridiseringsteknikker. En studie av grundig studerte arter viser at 70 % av hybridiseringsgraden beskriver én art, fra 10 % til 60 % – én slekt, mindre enn 10 % – forskjellige slekter.
Fylogenetisk klassifisering kopierer delvis den fenotypiske. Så for eksempel er gramnegative inkludert i begge. Samtidig er systemet med gramnegative organismer nesten fullstendig modifisert. Arkebakterier er definert som et uavhengig takson av høyeste nivå, noen taksonomiske grupper er omfordelt, og mikroorganismer med ulike økologiske formål er tilordnet én kategori.
Bakterier kan klassifiseres basert på deres morfologi. Et av de viktigste morfologiske trekkene er form.
Det finnes flere varianter:
Figuren viser formene deres:
Kuleformede bakterier er sfæriske i formen, og det finnes også ovale og bønneformede organismer.
Plassering av kokker:
De vanligste bakteriene er stavformede bakterier. Stavene samles enkeltvis, i par (diplobakterier) eller i kjeder (streptobakterier). En rekke stavformede organismer kan danne sporer under vanskelige forhold. Baciller er sporestaver. De spindellignende basillene kalles clostridier.
Utsmykkede mikroorganismer har form som et komma (vibrios), tynne viklingsstenger (spiroketter), og kan også ha flere krøller (spirilla).
Arkebakterier har ikke peptidoglykan (en komponent som utfører en mekanisk funksjon) i celleveggene. De har spesifikke ribosomer og ribosomalt RNA (ribonukleinsyre).
Morfologi av tynnveggede gramnegative organismer:
Blant de tykkveggede gram-positive mikroorganismene er det:
Morfologi inkluderer slike parametere som plassering og antall flageller. I henhold til denne parameteren er det:
Tilstedeværelsen av flagella er karakteristisk for tarmmikrober, Vibrio cholerae, spirilla og alkalidannere.
Fargen på bakterier bestemmes av konsentrasjonen av peptidoglykan. Organismer karakterisert ved et høyt innhold av peptidoglykan i celleveggene (ca. 90%) har en blåfiolett Gram-farge. Dette er gram-positive bakterier.
Alle andre bakterier, som har fra 5 til 20% peptidoglykan i skallet, får en rosa farge. Disse inkluderer gram-negative bakterier. Graden av peptidoglykantykkelse i gram-positive organismer er flere ganger høyere enn i gram-negative.
Celleveggene til Gram-positive organismer inkluderer også polysakkarider, teichoic syrer og proteiner. Gram-negative bakterier er dekket av en ytre membran som består av lipopolysakkarider og basalproteiner.
Gramfarging gjør at prokaryoter kan klassifiseres i underkategorier. Tykkveggede mikroorganismer fra Gracilicutes-avdelingen, protoplaster og sfæroplaster med en defekt celleveggfarge Gram-negativ. Tykkveggede bakterier av typen Firmicute flekker grampositive.
Basert på typen pust er det:
Bakterieceller er i stand til å puste, det vil si at de oksiderer organiske forbindelser med oksygen, noe som resulterer i dannelse av karbondioksid, vann og energi. Disse organismene regnes som aerobe fordi de krever oksygen. De lever på overflaten av vann og land, i luften.
Mange mikroorganismer eksisterer uten oksygen, det vil si at de klarer seg uten å puste. Disse inkluderer bakterier involvert i prosessen med nedbrytning av stoffer under humus. Slike organismer er anaerobe. Pust erstatter gjæring - nedbrytning av organiske forbindelser uten oksygen med produksjon av energi. Under gjæring av alkohol genereres energi på 114 kJ (eller 27 kilokalorier) som et resultat av melkesyre, energien er 94 kJ (eller 18 kilokalorier). Bakteriell respirasjon forekommer i lysosomene deres.
Klassifisering av bakterier etter matvaretype:
Førstnevnte lever i luften og bruker uorganiske stoffer for å produsere organiske. Autotrofer bruker solenergi (cyanobakterier) eller energien til uorganiske forbindelser (svovelbakterier, jernbakterier).
Enzymer spiller en viktig rolle i cellemetabolske prosesser. De er delt inn i seks grupper:
Enzymene som produseres befinner seg inne i cellen (endoenzymer) eller skilles ut utenfor (eksoenzymer). Den andre typen enzymer er involvert i inntreden av karbon og energi i cellen. De fleste enzymene fra gruppen hydrolaser er klassifisert som eksoenzymer. En rekke enzymer (kollagenase osv.) er klassifisert som aggresjonsenzymer. Individuelle enzymer er lokalisert i celleveggene. De utfører en transportfunksjon, det vil si at de transporterer stoffer inn i cellen.
Bakterier er atomfrie, encellede mikroorganismer som er klassifisert etter mange parametere (metoder for respirasjon og ernæring, celleveggstruktur, form osv.). I dag kjenner vitenskapen til mer enn 10 000 bakteriearter, men antallet anslås å nå en million.
Klassifisering av bakterier. Avgjørelsen fra den internasjonale koden for bakterier anbefalte følgende taksonomiske kategorier: klasse, divisjon, rekkefølge, familie, slekt, art. Artsnavnet tilsvarer binær nomenklatur, det vil si at det består av to ord. For eksempel skrives årsaken til syfilis som Treponema pallidum. Det første ordet er na-
navnet på slekten og skrives med stor bokstav, det andre ordet betegner arten og skrives med liten bokstav. Når en art nevnes igjen, forkortes det generiske navnet til startbokstaven, for eksempel: T.pallidum.
Bakterier er prokaryoter, dvs. prenukleære organismer, siden de har en primitiv kjerne uten skall, nukleolus eller histoner. og cytoplasmaet mangler svært organiserte organeller (mitokondrier, Golgi-apparat, lysosomer, etc.)
I den gamle Bergey Manual of Systematic Bacteriology ble bakterier delt inn i henhold til egenskapene til bakteriecelleveggen i 4 divisjoner: Gracilicutes - eubakterier med en tynn cellevegg, gramnegativ; Firmicutes - eubakterier med en tykk cellevegg, gram-positive; Tenerikutter - eubakterier uten cellevegg; Mendosicutes - arkebakterier med defekt cellevegg.
Hver avdeling ble delt inn i seksjoner, eller grupper, basert på Gramfarging, celleform, oksygenbehov, motilitet, metabolske og ernæringsmessige egenskaper.
I henhold til 2. utgave (2001) av håndbokenBergey, bakterier er delt inn i 2 domener:«Bakterier» og «Archaea» (tabell 2.1).
Bord. DomeneegenskaperBakterieOgArchaea
|
Domene"Bakterie"(eubakterier) |
Domene"Arkea" (arkebakterier) |
|
I "Bakterier"-domenet kan vi skille følgende bakterier: 1) bakterier med tynn cellevegg, gram-negative*; 2) bakterier med tykk cellevegg, gram-positive**; 3) betacelleveggbakterier (klasse Mollicutes - mycoplasmas) |
Arkebakterier inneholder ikke peptidoglykan i celleveggen. De har spesielle ribosomer og ribosomalt RNA (rRNA). Begrepet "archaebacteria" dukket opp i 1977. Dette er en av de eldgamle livsformene, som indikert med prefikset "arche". Det er ingen smittestoffer blant dem |
*Blant tynnveggede gramnegative eubakterier skille:
sfæriske former, eller kokker (gonokokker, meningokokker, veillonella);
kronglete former - spirochetes og spirilla;
stavformede former, inkludert rickettsia.
** Til tykkveggede grampositive eubakterier inkludere:
sfæriske former, eller kokker (stafylokokker, streptokokker, pneumokokker);
stavformede former, samt aktinomyceter (forgrening, filamentøse bakterier), corynebakterier (kølleformede bakterier), mykobakterier og bifidobakterier (fig. 2.1).
De fleste gram-negative bakterier er gruppert i phylum Proteobacteria. basert på likhet i ribosomalt RNA "Proteobacteria" - oppkalt etter den greske guden Proteus. antar ulike former). De dukket opp fra vanlig fotosyntese tic stamfar.
Gram-positive bakterier, ifølge de studerte ribosomale RNA-sekvensene, er en egen fylogenetisk gruppe med to store underavdelinger - med et høyt og et lavt forhold G+ C (genetisk likhet). I likhet med proteobakteriene er denne gruppen metabolsk mangfoldig.
Til domene "Bakterie» inkluderer 22 typer, hvoravFølgende er av stor medisinsk betydning:
TypeProteobakterier
Klasse Alfaproteobakterier. Fødsel: Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella, Brucella
Klasse Betaproteobakterier. Fødsel: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum
Klasse Gammaproteobakterier. Fødsel: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinetobacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella, Pasteurinia, Yers
Klasse Deltaproteobakterier. Slekt: Bilophila
Klasse Epsilonproteobakterier. Fødsel: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella
TypeFirmicutes (hoved-veigrampolo beboer)
Klasse Clostridia. Fødsel: Clostridium, Sarcina, Peptostreptokokker, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (Gram-negative)
Klasse Mollicutes. Slekter: Mycoplasma, Ureaplasma
Klasse Baciller. Fødsel: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus
TypeAktinobakterier
Klasse Aktinobakterier. Fødsel: Actinomyces, Arcanodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Propionibacterium, Bifidobacterium, Gardnerella
TypeClamydiae
Klasse Clamydiae. Fødsel: Clamydia, Clamydophila
TypeSpirochaetes
Klasse Spirochaetes. Fødsel: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira
Phylum Bacteroidetes
Klasse Bacteroidetes. Fødsel: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella
Klasse Flavobakterier. Fødsel: Flavobacterium
Delingen av bakterier i henhold til de strukturelle egenskapene til celleveggen er assosiert med den mulige variasjonen av deres farging i en eller annen farge ved bruk av Gram-metoden. I henhold til denne metoden, foreslått i 1884 av den danske forskeren H. Gram, avhengig av fargingsresultatene, deles bakterier inn i gram-positive, farget blåfiolette og gram-negative, fargede røde. Det viste seg imidlertid at bakterier med den såkalte gram-positive typen cellevegg (tykkere enn gram-negative bakterier), for eksempel bakterier av slekten Mobiluncus og noen sporedannende bakterier, i stedet for det vanlige gram. -positiv farge, ha en gramnegativ farge. Derfor, for taksonomien til bakterier, er de strukturelle egenskapene og den kjemiske sammensetningen til celleveggene av større betydning enn Gram-farging.
2.2.1. Former av bakterier
Det finnes flere hovedformer for bakterier (se fig. 2.1) - kokkoide, stavformede, kronglete og forgrenede, filamentøse bakterier.
Sfæriske former, eller kokker,- sfæriske bakterier 0,5-1,0 mikron i størrelse*, som i henhold til deres relative posisjoner er delt inn i mikrokokker, diplokokker, streptokokker, tetracocci, sarcinae Og stafylokokker.
Mikrokokker(fra gresk mikros - liten) - separat plasserte celler.
Diplococcus(fra gresk diploos - doble), eller parede kokker, er lokalisert i par (pneumokokker, gonokokker, meningokokker), siden cellene ikke skilles etter deling. Pneumokokker (årsaken til lungebetennelse) har en lansettformet form på motsatte sider, og gonokokker(årsaken til gonoré) og meningokokker (årsaken til epidemisk hjernehinnebetennelse) har form som kaffebønner, med den konkave overflaten vendt mot hverandre.
Streptokokker(fra gresk streptoer - kjede) - runde eller langstrakte celler som danner en kjede på grunn av celledeling i samme plan og bevaring av forbindelsen mellom dem på delingsstedet.
Sarciner(fra lat. sarcina - haug, ball) er arrangert i form av pakker med 8 eller flere kokker, siden de dannes under celledeling i tre innbyrdes vinkelrette plan.
Staphylococcus(fra gresk stafyl - klase med druer) - kokker, arrangert i form av en haug med druer som et resultat av deling i forskjellige plan.
Staveformede bakterier forskjellig i størrelse, form på celleender og relativ plassering av cellene. Lengden på cellene varierer fra 1,0 til 10 µm, tykkelse - fra 0,5 til 2,0 µm. Stavene kan være vanlige (E. coli, etc.) og uregelmessige (corynebakterier Og andre) former, inkludert forgrenende, for eksempel i actinomycetes. De minste stavformede bakteriene inkluderer rickettsia.
Endene av stengene kan være avskåret (miltbrannbasill), avrundet (Escherichia coli), spisse (fusobakterier) eller i form av en fortykning. I sistnevnte tilfelle ser stangen ut som en kølle (Corynebacterium diphtheria).
De lett buede stengene kalles vibrios (Vibrio cholerae). De fleste stavformede bakterier er ordnet tilfeldig fordi cellene beveger seg fra hverandre etter deling. Hvis cellene forblir tilkoblet etter celledeling,
Hvis de deler felles fragmenter av celleveggen og ikke divergerer, er de plassert i vinkel i forhold til hverandre (Corynebacterium diphtheria) eller danner en kjede (miltbrannbasill).
Vridde former- spiralformede bakterier, for eksempel spirilla, har utseendet til korketrekkerformede kronglete celler. Patogen spirilla inkluderer det forårsakende middelet sodoku (rottebittsykdom). De kronglete inkluderer også Campilobacter og Helicobacter, som har bøyer som vingen til en flygende måke; bakterier som spiroketter er også nær dem. Spirosjetter- tynn, lang, krympet
spiralformede) bakterier som skiller seg fra spirilla i mobilitet på grunn av bøyeendringer i cellene. Spirochetes består av en ytre membran
cellevegg) som omgir en protoplasmatisk sylinder med en cytoplasmatisk membran og en aksial filament (axistyl). Det aksiale filamentet er plassert under den ytre membranen av celleveggen (i periplasmaet) og vrir seg som det var rundt den protoplasmatiske sylinderen til spiroketten, noe som gir den en spiroketform (primære krøller av spiroketten). Det aksiale filamentet består av periplasmatiske fibriller - analoger av bakterielle flageller og er et kontraktilt protein flagellin. Fibrillene er festet til endene av cellen (fig. 2.2) og er rettet mot hverandre. Den andre enden av fibrillene er fri. Antall og arrangement av fibriller varierer mellom arter. Fibriller er involvert i bevegelsen av spiroketer, noe som gir cellene rotasjons-, bøynings- og translasjonsbevegelser. I dette tilfellet danner spiroketter løkker, krøller og bøyer, som kalles sekundære krøller. Spirosjetter
godtar ikke fargestoffer godt. De er vanligvis malt i henhold til Romanovsky-Giemsa eller sølvbelagt. Levende spiroketter undersøkes ved bruk av fasekontrast- eller mørkfeltsmikroskopi.
Spirochetes er representert av 3 slekter som er patogene for mennesker: Treponema, Borrelia, Leptospira.
Treponema(slekten Treponema) har utseendet til tynne, korketrekker-vridde tråder med 8-12 ensartede små krøller. Rundt protoplasten til treponema er det 3-4 fibriller (flagella). Cytoplasmaet inneholder cytoplasmatiske filamenter. Patogene representanter er T.pallidum - årsaken til syfilis, T.vedvare - årsak til den tropiske sykdommen yaws. Det er også saprofytter - innbyggere i menneskets munnhule og silt av reservoarer.
Borrelia(slekt Borrelia), i motsetning til treponemas er de lengre, har 3-8 store krøller og 7-20 fibriller. Disse inkluderer årsaken til residiverende feber (I.tilbakevendende) og årsakene til Lyme sykdom (I.burgdorferi og så videre.).
Leptospira(slekt Leptospira) De har grunne og hyppige krøller - i form av et vridd tau. Endene på disse spiroketene er buede som kroker med fortykkelser i endene. De danner sekundære krøller og ser ut som bokstaver S eller med; har 2 aksiale filamenter (flagella). Patogen representant L. i terroganer forårsaker leptospirose ved inntak med vann eller mat, noe som fører til utvikling av blødninger og gulsott.
nium i cytoplasmaet, og noen - i kjernen til infiserte celler. De lever i leddyr (lus, lopper, flått) som er deres verter eller bærere. Rickettsia fikk navnet sitt fra H. T. Ricketts, en amerikansk vitenskapsmann som først beskrev en av patogenene (Rocky Mountain spotted fever). Formen og størrelsen på rickettsia kan variere (uregelmessige, filamentøse celler) avhengig av vekstforhold. Strukturen til rickettsia skiller seg ikke fra den til gramnegative bakterier.
Rickettsia har en metabolisme uavhengig av vertscellen, men det er mulig at de mottar høyenergiforbindelser fra vertscellen for sin reproduksjon. I utstryk og vev er de farget i henhold til Romanovsky-Giemsa, ifølge Macchiavello-Zdrodovsky (rickettsia er røde, og infiserte celler er blå).
Hos mennesker forårsaker rickettsiae epidemisk tyfus. (Rickettsia prowazekii), flåttbåren rickettsiose (R. sibirica), Rocky Mountain flekkfeber (R. rickettsii) og andre rickettsioser.
Elementære legemer kommer inn i epitelcellen ved endocytose med dannelse av en intracellulær vakuole. Inne i cellene forstørres de og forvandles til delende retikulære legemer, og danner klynger i vakuoler (inneslutninger). Elementære legemer er dannet av retikulære legemer, som forlater cellene ved eksocytose eller cellelyse. De som dro
Elementære kroppsceller går inn i en ny syklus, og infiserer andre celler (fig. 16.11.1). Hos mennesker forårsaker klamydia skade på øynene (trakom, konjunktivitt), urogenitalkanalen, lungene, etc.
Actinomycetes- forgrenende, filamentøse eller stavformede grampositive bakterier. Navnet (fra gresk. actis - Ray, mykes - sopp) de mottok på grunn av dannelsen av drusen i det berørte vevet - granuler av tett sammenflettede tråder i form av stråler som strekker seg fra midten og ender i kolbeformede fortykkelser. Actinomycetes, som sopp, danner mycelium - trådlignende sammenflettede celler (hyfer). De danner substratmycel, som dannes som følge av celleinnvekst i næringsmediet, og luftmycel, som vokser på overflaten av mediet. Actinomycetes kan dele seg ved fragmentering av mycelet til celler som ligner på stavformede og koksformede bakterier. På lufthyfer til actinomycetes dannes sporer som tjener til reproduksjon. Aktinomycete-sporer er vanligvis ikke varmebestandige.
En vanlig fylogenetisk gren med actinomycetes dannes av de såkalte nocardi-lignende (nocardioform) actinomycetene, en kollektiv gruppe av stavformede, uregelmessig formede bakterier. Deres individuelle representanter danner forgreningsformer. Disse inkluderer bakterier av slektene Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardianjxp. Nocardi-lignende actinomycetes utmerker seg ved tilstedeværelsen i celleveggen av sukkerene arabinose, galaktose, samt mykolsyrer og store mengder fettsyrer. Mykolsyrer og cellevegglipider bestemmer syreresistensen til bakterier, spesielt Mycobacterium tuberculosis og spedalskhet (når farget ifølge Ziehl-Neelsen er de røde, og ikke-syreresistente bakterier og vevselementer, sputum er blå).
Patogene actinomycetes forårsaker actinomycosis, nocardia - nocardiosis, mycobacteria - tuberkulose og lepra, corynebacteria - difteri. Saprofytiske former av actinomycetes og nocardia-lignende actinomycetes er utbredt i jorda, mange av dem er produsenter av antibiotika.
Celleveggen- en sterk, elastisk struktur som gir bakterien en viss form og sammen med den underliggende cytoplasmatiske membranen «begrenser» det høye osmotiske trykket i bakteriecellen. Det er involvert i prosessen med celledeling og transport av metabolitter, har reseptorer for bakteriofager, bakteriociner og forskjellige stoffer. Den tykkeste celleveggen finnes i gram-positive bakterier (fig. 2.4 og 2.5). Så hvis tykkelsen på celleveggen til gram-negative bakterier er omtrent 15-20 nm, kan den i gram-positive bakterier nå 50 nm eller mer.
Mykoplasma- små bakterier (0,15-1,0 µm), kun omgitt av en cytoplasmatisk membran. De tilhører klassen Mollicutes, inneholder steroler. På grunn av fraværet av en cellevegg er mykoplasmer osmotisk følsomme. De har en rekke former: coccoid, filamentøs, kolbeformet. Disse formene er synlige under fasekontrastmikroskopi av rene mykoplasmakulturer. På et tett næringsmedium danner mykoplasmer kolonier som ligner stekte egg: en sentral ugjennomsiktig del nedsenket i mediet og en gjennomskinnelig periferi i form av en sirkel.
Mykoplasma forårsaker atypisk lungebetennelse hos mennesker (Mykoplasma pneumoniae) og lesjoner i kjønnsorganene (M.homi- nis og så videre.). Mycoplasmas forårsaker sykdommer ikke bare hos dyr, men også hos planter. Ikke-patogene representanter er også ganske utbredt.
2.2.2. Bakteriell cellestruktur
Strukturen til bakterier er godt studert ved hjelp av elektronmikroskopi av hele celler og deres tynne seksjoner, samt andre metoder. Bakteriecellen er omgitt av en membran som består av en cellevegg og en cytoplasmatisk membran. Under skallet er protoplasma, bestående av cytoplasma med inneslutninger og en kjerne kalt nukleoid. Det er ytterligere strukturer: kapsel, mikrokapsel, slim, flagella, pili (fig. 2.3). Noen bakterier er i stand til å danne sporer under ugunstige forhold.
I celleveggen til gram-positive bakterier inneholder små mengder polysakkarider, lipider og proteiner. Hovedkomponenten i celleveggen til disse bakteriene er flerlags peptidoglykan (mu-rein, mukopeptid), som utgjør 40-90% av massen til celleveggen. Teichoic syrer (fra gresk. teichos - vegg), hvis molekyler er kjeder med 8-50 glyserol- og ribitolrester forbundet med fosfatbroer. Formen og styrken til bakterier er gitt av den stive fibrøse strukturen til flerlags peptidoglykanen, tverrbundet med peptider.
Peptidoglykan er representert av parallelle molekyler glykan. bestående av repeterende N-acetylglukosamin- og N-acetylmuraminsyrerester forbundet med en glykosidbinding. Disse bindingene brytes av lysozym, som er en acetylmuramidase. Glykanmolekyler er koblet gjennom N-acetylmuraminsyre ved en fire-aminosyre-peptid-tverrbinding ( tetrapeptid). Derav navnet på denne polymeren - peptidoglykan.
Grunnlaget for peptidbindingen til peptidoglykan i gramnegative bakterier er tetrapeptider som består av alternerende L- og D-aminosyrer, for eksempel: L-alanin - D-glutaminsyre - meso-diaminopimelinsyre - D-alanin. U E.coli (gram-negativ bakterie) peptidkjeder er koblet til hverandre gjennom D-alanin av en kjede og meso-diaminopimeli-
ny syre - en annen. Sammensetningen og strukturen til peptiddelen av peptidoglykanen til gramnegative bakterier er stabil, i motsetning til peptidoglykanen til grampositive bakterier, hvis aminosyrer kan variere i sammensetning og sekvens. Peptidoglykan tetrapeptider i gram-positive bakterier er koblet til hverandre med polypeptidkjeder med 5 rester
glycin (pentaglycin). I stedet for meso-diamino-pimelinsyre inneholder de ofte lysin. Glykanelementer (acetylglukosamin og acetylmuraminsyre) og tetrapeptidaminosyrer (meso-diaminopimelin og D-glutaminsyre, D-alanin) er et særtrekk ved bakterier, siden de er fraværende hos dyr og mennesker.
Evnen til Gram-positive bakterier til å beholde gentianfiolett i kombinasjon med jod når de farges med Gram-farge (blå-fiolett farge på bakterier) er assosiert med egenskapen til flerlags peptidoglykan til å samhandle med fargestoffet. I tillegg forårsaker etterfølgende behandling av et bakterieutstryk med alkohol en innsnevring av porene i peptidoglykanen og holder derved fargestoffet i celleveggen. Gram-negative bakterier mister fargestoffet etter eksponering for alkohol, noe som skyldes en mindre mengde peptidoglykan (5-10% av celleveggmassen); de blir misfarget av alkohol og får en rød farge når de behandles med fuchsin eller safranin.
I sammensetningen av celleveggen til gramnegative bakterier går inn i den ytre membranen, koblet via lipoprotein til det underliggende laget av peptidoglykan (fig. 2.4 og 2.6). Når den ses med elektronmikroskopi av ultratynne seksjoner av bakterier, har den ytre membranen utseendet til en bølget trelagsstruktur, lik den indre membranen, som kalles cytoplasmatisk. Hovedkomponenten i disse membranene er et bimolekylært (dobbelt) lag av lipider.
Den ytre membranen er en mosaikkstruktur representert av lipopolysakkarider, fosfolipider og proteiner. Dets indre laget er representert av fosfolipider, og det ytre laget inneholder lipopolysakkarid(LPS). Dermed er den ytre membranen asymmetrisk. Den ytre membranen LPS består av tre fragmenter:
lipid A - en konservativ struktur, nesten den samme i gramnegative bakterier;
kjerne, eller kjerne, skorpedel (lat. kjerne - kjerne), relativt konservert oligosakkaridstruktur;
en svært variabel O-spesifikk polysakkaridkjede dannet ved å gjenta identiske oligosakkaridsekvenser.
LPS er "forankret" i den ytre membranen av lipid A, som forårsaker toksisiteten til LPS og derfor identifiseres med endotoksin. Ødeleggelse av bakterier med antibiotika fører til frigjøring av store mengder endotoksin, som kan forårsake endotoksisk sjokk hos pasienten. Kjernen, eller kjernedelen, av LPS strekker seg fra lipid A. Den mest konstante delen av LPS-kjernen er keto-deoksyoktonsyre (3-deoksy-O-mann-no-2-oktulosonsyre). Den O-spesifikke kjeden som strekker seg fra kjernedelen av LPS-molekylet bestemmer serogruppen, serovar (en type bakterier oppdaget av immunserum) til en bestemt bakteriestamme. Dermed er konseptet LPS assosiert med konseptet O-antigen, som bakterier kan differensieres med. Genetiske endringer kan føre til defekter, "forkorting" av bakteriell LPS og de resulterende "grove" koloniene av R-former.
Matriseproteinene til den ytre membranen gjennomsyrer den på en slik måte at proteinmolekyler kalt poriner grenser til hydrofile porer som vann og små hydrofile molekyler med en relativ masse på opptil 700 Da passerer gjennom.
Mellom den ytre og cytoplasmatiske membranen er det et periplasmatisk rom, eller periplasma, som inneholder enzymer (proteaser, lipaser, fosfataser,
nukleaser, beta-laktamaser), samt komponenter i transportsystemer.
Når syntesen av bakteriecelleveggen blir forstyrret under påvirkning av lysozym, penicillin, beskyttende faktorer i kroppen og andre forbindelser, dannes celler med en modifisert (ofte sfærisk) form: protoplaster - bakterier fullstendig blottet for en cellevegg; sfæroplaster er bakterier med delvis bevart cellevegg. Etter fjerning av cellevegghemmeren kan slike endrede bakterier reversere, dvs. få en full cellevegg og gjenopprette sin opprinnelige form.
Bakterier av sfæro- eller protoplasttypen, som har mistet evnen til å syntetisere peptidoglykan under påvirkning av antibiotika eller andre faktorer og er i stand til å reprodusere seg, kalles L-former (fra navnet til D. Lister Institute, hvor de var først studert). L-former kan også oppstå som følge av mutasjoner. De er osmotisk følsomme, sfæriske, kolbeformede celler av forskjellige størrelser, inkludert de som passerer gjennom bakteriefiltre. Noen L-former (ustabile), når faktoren som førte til endringer i bakterier fjernes, kan reversere, "gå tilbake" til den opprinnelige bakteriecellen. L-former kan produseres av mange patogener av infeksjonssykdommer.
Cytoplasmatisk membran ana i elektronmikroskopi av ultratynne seksjoner er det en trelags membran (2 mørke lag, hver 2,5 nm tykke, atskilt med et lett mellomlag). I struktur (se fig. 2.5 og 2.6) ligner den på plasmalemmaet til dyreceller og består av et dobbeltlag av lipider, hovedsakelig fosfolipider, med innebygd overflate og integrerte proteiner som ser ut til å trenge gjennom strukturen til membranen. Noen av dem er permeaser involvert i transport av stoffer.
Den cytoplasmatiske membranen er en dynamisk struktur med mobile komponenter, så den er tenkt på som en mobil væskestruktur. Det omgir den ytre delen av det bakterielle cytoplasmaet og er involvert i reguleringen av osmotisk trykk.
niya, transport av stoffer og energimetabolisme av cellen (på grunn av enzymer i elektrontransportkjeden, adenosintrifosfatase, etc.).
Med overdreven vekst (sammenlignet med veksten av celleveggen), danner den cytoplasmatiske membranen invaginater - invaginasjoner i form av komplekse vridd membranstrukturer, kalt mesosomer. Mindre komplekst snoede strukturer kalles intracytoplasmatiske membraner. Rollen til mesosomer og intracytoplasmatiske membraner er ikke fullt ut forstått. Det er til og med antydet at de er en artefakt som oppstår etter klargjøring (fiksering) av en prøve for elektronmikroskopi. Likevel antas det at derivater av den cytoplasmatiske membranen deltar i celledeling, gir energi til syntesen av celleveggen, og tar del i utskillelsen av stoffer og sporulering, dvs. i prosesser med høyt energiforbruk.
Cytoplasmaet opptar hovedvolumet til bakteriecellen og består av løselige proteiner, ribonukleinsyrer, inneslutninger og mange små granuler - ribosomer, ansvarlige for syntesen (oversettelse) av proteiner.
Bakterielle ribosomer har en størrelse på omtrent 20 nm og en sedimentasjonskoeffisient på 70S, i motsetning til SOS-ribosomer som er karakteristiske for eukaryote celler. Derfor hemmer noen antibiotika, ved å binde seg til bakterielle ribosomer, bakteriell proteinsyntese uten å påvirke proteinsyntesen i eukaryote celler. Bakterielle ribosomer kan dissosiere i to underenheter - 50S og 30S. Ribosomale RNA-er (rRNA-er) er bevarte elementer av bakterier (evolusjonens "molekylære klokke"). 16S rRNA er en del av den lille ribosomale underenheten, og 23S rRNA er en del av den store ribosomale underenheten. Studiet av 16S rRNA er grunnlaget for gensystematikk, slik at man kan vurdere graden av slektskap til organismer.
Cytoplasmaet inneholder ulike inneslutninger i form av glykogengranulat, polysakkarider, beta-hydroksysmørsyre og polyfosfater (volutin). De samler seg når det er et overskudd av næringsstoffer i miljøet og
De fungerer som reservestoffer for ernærings- og energibehov.
Volutin har en affinitet for grunnleggende fargestoffer og kan lett oppdages ved hjelp av spesielle fargingsmetoder (for eksempel Neisser) i form av metakromatiske granuler. Med toluidinblått eller metylenblått farges volutin rødfiolett, og cytoplasmaet til bakterien farges blått. Det karakteristiske arrangementet av volutingranulat avsløres i difteribasillen i form av intenst fargede cellepoler. Metakromatisk farging av volutin er assosiert med et høyt innhold av polymerisert uorganisk polyfosfat. Under elektronmikroskopi ser de ut som elektrontette granuler på 0,1-1,0 mikron i størrelse.
Nukleoid- tilsvarende kjernen i bakterier. Den ligger i den sentrale sonen av bakterier i form av dobbelttrådet DNA, lukket i en ring og tett pakket som en ball. Bakteriekjernen har, i motsetning til eukaryoter, ikke en kjernekonvolutt, nukleolus og grunnleggende proteiner (histoner). Vanligvis inneholder en bakteriecelle ett kromosom, representert av et DNA-molekyl som er lukket i en ring. Nukleoiden påvises i et lysmikroskop etter farging ved bruk av DNA-spesifikke metoder: Feulgen eller Romanovsky-Giemsa. I elektrondiffraksjonsmønstre av ultratynne seksjoner av bakterier, fremstår nukleoiden som lette soner med fibrillære, trådlignende strukturer av DNK bundet i visse områder til
cytoplasmatisk membran eller mesoso-
min, involvert i kromosomreplikasjon (se fig. 2.5 og 2.6).
I tillegg til nukleoiden, representert ved en
kromosom, i en bakteriecelle er det
ekstrakromosomale arvelighetsfaktorer -
plasmider (se avsnitt 5.1.2.) som representerer
er kovalent lukkede ringer av DNA.
Kapsel, mikrokapsel, slim . Kapsel-
en slimete struktur som er mer enn 0,2 mikron tykk, fast forbundet med celleveggen til bakterier og har klart definerte ytre grenser. Kapselen er synlig i fingeravtrykksutstryk fra patologisk materiale. I rene bakteriekulturer dannes det en kapsel
sjeldnere. Det oppdages ved hjelp av spesielle metoder for å farge et utstryk i henhold til Burri-Gins, noe som skaper en negativ kontrast av stoffene i kapselen: blekk skaper en mørk bakgrunn rundt kapselen.
Kapselen består av polysakkarider (eksopolysakkarider), noen ganger polypeptider; for eksempel, i miltbrannbasillen består den av polymerer av D-glutaminsyre. Kapselen er hydrofil og inneholder store mengder vann. Det forhindrer fagocytose av bakterier. Kapselantigen-na: Antistoffer mot kapselen forårsaker det økning (hevelsesreaksjon og jeg kapsel ly).
Mange bakterier danner en mikrokapsel - en slimete formasjon mindre enn 0,2 mikron tykk, kun påviselig ved elektronmikroskopi. Slim bør skilles fra kapselen - mucoide eksopolysakkarider som ikke har klare ytre grenser. Slim er løselig i vann.
Slimete eksopolysakkarider er karakteristiske for mukoide stammer av Pseudomonas aeruginosa, ofte funnet i sputum hos pasienter med cystisk fibrose. Bakterielle eksopolysakkarider er involvert i adhesjon (fester seg til underlag); de kalles også glyko-
calix. I tillegg til syntesen av eksopolysakkarider av bakterier, er det en annen mekanisme for deres dannelse: gjennom virkningen av ekstracellulære bakterielle enzymer på disakkarider. Som et resultat dannes dextraner og levaner.
Kapselen og slimet beskytter bakterier mot skade og uttørking, siden de er hydrofile, binder vann godt og forhindrer virkningen av de beskyttende faktorene til makroorganismen og bakteriofager.
Flagella bakterier bestemmer mobiliteten til bakteriecellen. Flagella er tynne filamenter som stammer fra den cytoplasmatiske membranen og er lengre enn selve cellen (fig. 2.7). Tykkelsen på flagellene er 12-20 nm, lengde 3-15 µm. De består av 3 deler: en spiralfilament, en krok og en basalkropp som inneholder en stang med spesielle skiver (1 par skiver i gram-positive bakterier og 2 par i gram-negative bakterier). Flagella er festet til den cytoplasmatiske membranen og celleveggen med skiver. Dette skaper effekten av en elektrisk motor med en stang - en rotor - som roterer flagellen. Protonpotensialforskjellen på den cytoplasmatiske membranen brukes som energikilde. Rotasjonsmekanismen leveres av proton ATP-syntetase. Rotasjonshastigheten til flagellen kan nå 100 rps. Hvis en bakterie har flere flageller, begynner de å rotere synkront, flettes sammen til en enkelt bunt, og danner en slags propell.
Flagella består av et protein - flagellin (fra. flagellum - flagellum), som er et antigen - det såkalte H-antigenet. Flagellin-underenheter er vridd i en spiral.
Antall flageller i bakterier av ulike arter varierer fra én (monotrichus) i Vibrio cholerae til titalls og hundrevis av flageller som strekker seg langs omkretsen av bakterien (peritrichus) i Escherichia coli, Proteus, etc. Lophotrichus har en bunt av flageller på én gang. slutten av cellen. Amphitrichy har en flagell eller en bunt med flageller i motsatte ender av cellen.
Flagella påvises ved hjelp av elektronmikroskopi av preparater sprayet med tungmetaller, eller i lysmikroskop etter behandling med spesielle metoder basert på etsing og adsorpsjon av div.
stoffer som fører til en økning i tykkelsen på flageller (for eksempel etter forsølvning).
Villi, eller drakk(fimbriae) - trådlignende formasjoner (fig. 2.7), tynnere og kortere (3 + 10 nm x 0,3 + 10 µm) enn flageller. Pili strekker seg fra celleoverflaten og er sammensatt av proteinet pilin. De har antigen aktivitet. Det er pili som er ansvarlig for adhesjon, dvs. for å feste bakterier til den berørte cellen, så vel som pili som er ansvarlig for ernæring, vann-saltmetabolisme og seksuell (F-pili), eller konjugasjonspili.
Pili er vanligvis mange - flere hundre per celle. Imidlertid har hun vanligvis 1-3 seksuelle sager per celle: de dannes av de såkalte "mannlige" donorcellene som inneholder overførbare plasmider (F-, R-, Col-plasmider). Et særtrekk ved sexpiliene er deres interaksjon med spesielle «mannlige» sfæriske bakteriofager, som er intensivt adsorbert på sexpiliene (fig. 2.7).
Kontrovers- en særegen form for hvilebakterier med en grampositiv type celleveggstruktur (fig. 2.8).
Sporer dannes under ugunstige forhold for eksistensen av bakterier (tørking, næringsmangel, etc.). En enkelt spore (endospore) dannes inne i en bakteriecelle. Dannelsen av sporer bidrar til bevaring av arten og er ikke en reproduksjonsmetode, slik som hos sopp.
Sporedannende bakterier av slekten Bacillus, y hvis sporestørrelse ikke overstiger cellens diameter kalles basiller. Sporedannende bakterier hvor størrelsen på sporen overstiger cellens diameter, og derfor har de form som en spindel, kalles clostridier, for eksempel bakterier av slekten Clostridium (lat. Clostridium - spindel). Sporene er syrebestandige, derfor farges de røde ved hjelp av Aujeszky-metoden eller Ziehl-Neelsen-metoden, og den vegetative cellen farges blå.
Sporulering, formen og plasseringen av sporer i en celle (vegetativ) er en artsegenskap til bakterier, som gjør at de kan skilles fra hverandre. Formen på sporene kan være oval, sfærisk; plassering i cellen er terminal, dvs. ved enden av pinnen (i det forårsakende middelet til stivkrampe), subterminalt - nærmere enden av pinnen (i de forårsakende midlene til botulisme, gass koldbrann) og sentralt i miltbrannbasillen) .
Prosess sporulering(sporulering) går gjennom en rekke stadier, hvor en del av cytoplasmaet og kromosomet til den bakterielle vegetative cellen separeres, omgitt av en voksende cytoplasmatisk membran - en prospore dannes. Prosporen er omgitt av to cytoplasmatiske membraner, mellom hvilke det dannes et tykt modifisert peptidoglykanlag av cortex (bark). Fra innsiden kommer den i kontakt med sporens cellevegg, og fra utsiden - med sporens indre skall. Det ytre skallet av sporen er dannet av en vegetativ celle. Sporene til noen bakterier har et ekstra dekke - exosporium. På denne måten dannes et flerlags, dårlig permeabelt skall. Sporulering er ledsaget av intensivt forbruk av dipicolsyre og kalsiumioner av prosporen, og deretter av det utviklende sporeskallet. Tvisten får Varme motstand, som er assosiert med tilstedeværelsen av kalsiumdipicolinat i den.
Sporen kan vedvare i lang tid på grunn av tilstedeværelsen av et flerlagsskall, kalsiumdipicolinat, lavt vanninnhold og trege metabolske prosesser. I jord, for eksempel, kan patogenene til miltbrann og stivkrampe vedvare i flere tiår.
Under gunstige forhold spirer sporer og går gjennom tre påfølgende stadier:
motivasjon, igangsetting, vekst. I dette tilfellet dannes en bakterie fra en spore. Aktivering er beredskap for spiring. Ved en temperatur på 60-80 °C aktiveres sporen for spiring. Spiringsinitiering varer flere minutter. Utvekststadiet er preget av rask vekst, ledsaget av ødeleggelse av skallet og fremveksten av en frøplante.
En bakteriecelle mangler en kjerne; kromosomene er fritt plassert i cytoplasmaet. I tillegg mangler bakteriecellen membranorganeller: mitokondrier, EPS, Golgi-apparat osv. Utsiden av cellemembranen er dekket med en cellevegg.
De fleste bakterier beveger seg passivt, ved hjelp av vann eller luftstrømmer. Bare noen av dem har bevegelsesorganeller - flagella. Prokaryote flageller er svært enkle i strukturen og består av flagellinproteinet, som danner en hul sylinder med en diameter på 10–20 nm. De skrus inn i mediet, og driver cellen fremover. Tilsynelatende er dette den eneste strukturen kjent i naturen som bruker hjulprinsippet.
Basert på deres form er bakterier delt inn i flere grupper:
Cocci (har en rund form);
- basiller (har en stavformet form);
- spirilla (har form som en spiral);
- vibrio (kommaformet).
I henhold til respirasjonsmetoden er bakterier delt inn i aerober (de fleste bakterier) og anaerober (årsakene til stivkrampe, botulisme, gass koldbrann). Førstnevnte trenger oksygen for å puste; for sistnevnte er oksygen ubrukelig eller til og med giftig.
Protoplasmaet til bakterier, som det til eukaryoter, er omgitt av en plasmamembran. Sakkulære, rørformede eller lamellære invaginasjoner av membranen inneholder mesosomer involvert i respirasjonsprosessen, bakterioklorofyll og andre pigmenter.
Det genetiske materialet til prokaryoter danner ikke en kjerne, men befinner seg direkte i cytoplasmaet. Bakterielt DNA er et enkelt sirkulært molekyl, som hver består av tusenvis og millioner av nukleotidpar. Genomet til en bakteriecelle er mye enklere enn cellene til mer utviklede skapninger: i gjennomsnitt inneholder bakteriell DNA flere tusen gener.
I prokaryote celler er det ikke endoplasmatisk retikulum, og ribosomer flyter fritt i cytoplasma. Prokaryoter har ikke mitokondrier; Deres funksjoner utføres delvis av cellemembranen.
Mobiliteten til bakterier sikres av flageller. Bakterier formerer seg ved å dele seg omtrent hvert 20. minutt (under gunstige forhold). DNA replikeres, med hver dattercelle som mottar sin egen kopi av foreldre-DNA. Det er også mulig å overføre DNA mellom celler som ikke deler seg (ved å fange opp «nakent» DNA, bruke bakteriofager eller ved konjugering, når bakterier er koblet til hverandre ved kopulation fimbriae), men dette øker ikke antallet individer. Reproduksjon forhindres av solens stråler og produktene av deres egen vitale aktivitet.
Oppførselen til bakterier er ikke spesielt kompleks. Kjemiske reseptorer registrerer endringer i surheten i miljøet og konsentrasjonen av forskjellige stoffer: sukker, aminosyrer, oksygen. Mange bakterier reagerer på endringer i temperatur eller lys, og noen bakterier kan føle jordas magnetfelt. Under ugunstige forhold blir bakterien dekket med et tett skall, cytoplasmaet dehydreres, og vital aktivitet opphører nesten. I denne tilstanden kan bakteriesporer forbli i et dypt vakuum i timer og tåle temperaturer fra –240 °C til +100 °C.
