Дыхание микроорганизмов. Типы дыхания. Классификация микроорганизмов в зависимости от типа дыхания.

Эталоны ответов к теоретическим вопросам

Строение бактериальной клетки: оболочка, цитоплазма, нуклеоид, жгутики, капсула, споры и их функциональное значение.

Бактериальная клетка имеет оболочку, состоящую из трех слоев: слизистый слой, клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана. Если слизистый слой достаточно толст, прочен и концентрируется вокруг микробной клетки, то он называется капсулой. Микрокапсула имеется у большинства микроорганизмов, а макрокапсула – только у пневмококка, клебсиелл и возбудителей сибирской язвы. При культивировании на питательных средах способность образовывать капсулу обычно утрачивается (кроме клебсиелл). Капсула защищает микроорганизм в макроорганизме от действия фагоцитоза и гуморальных факторов, а во внешней среде - от высыхания.

По содержанию пептидогликана в клеточной стенке все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицательные.

Функции оболочки: формообразующая, защита от осмотического лизиса, за счет избирательной проницаемости обеспечивает питание и выделение продуктов обмена, является местом биосинтеза некоторых составных частей клетки, участвует в делении.

Цитоплазма представляет собой прозрачное, слегка вязкое вещество жидкой консистенции. Аналогом ядра в бактериальной клетке является нуклеотид, у которого отсутствует дифференцированная ядерная мембрана.

В цитоплазме располагаются рибосомы, ответственные за синтез белка. В мезосомах бактериальной клетки протекают окислительно-восстановительные процессы. Включения представлены глыбками крахмала, гликогена, зернами серы, волютина, капельками жира и выполняют роль запаса питательных веществ.

Подвижные бактерии имеют органеллы движения – жгутики, начинающиеся от базального тельца и состоящие из белка флагеллина, способного к самосокращению. У микроорганизмов имеются пили (ворсинки), состоящие из белка пилина и предназначенные для прилипания, образования полового мостика при конъюгации. Для палочковидных микроорганизмов характерно спорообразование. Споры у микроорганизмов – это способ сохранения вида, и образуются они при попадании микроорганизмов в неблагоприятные условия внешней среды. Споры могут быть круглой или овальной формы. Расположение спор в бактериальной клетке может быть центральным (по центру), терминальным (на конце), субтерминальным (ближе к концу). Диаметр споры может быть равен диаметру бактериальной клетки или превышать его размеры. Если диаметр споры превышает диаметр микробной клетки, то в месте локализации споры образуется вздутие.

 

Бактериофаги, их строение, взаимодействие с чувствительными бактериальными клетками. Виды бактериофагов, их применение.

По своей природе бактериофаги – это вирусы-паразиты, поражающие бактериальные клетки. Строение фага, химический состав. Различают простые и сложные фаги. Простые имеют форму шестигранников или нитей, а сложные - форму сперматозоида. Сложные фаги имеют головку, воротничок и хвостовую часть. В центре головки располагается нуклеиновая кислота, а вокруг неё белковая оболочка – капсид. Хвостовая часть представляет цилиндрический футляр, напоминающий иглу шприца. В нижней части хвостового отростка располагается шестиугольная базальная пластинка с шипами и фибриллами, с помощью которой бактериофаг прикрепляется к бактерии. Здесь же находятся ферменты лизоцим и гиалуронидаза, расщепляющие оболочку бактериальной клетки. Взаимодействие бактериофага с чувствительной к нему бактериальной клеткой происходит в виде следующих стадий:

1. Адсорбция частиц фага на поверхностных рецепторах бактериальной клетки

2. Проникновение (инъекция) нуклеиновой кислоты фага в бактериальную клетку. С помощью хвостового шипа и ферментов лизоцима и гиалуронидазы бактериофаг делает отверстие в оболочке бактериальной клетки и за счет сокращения белковой оболочки головки впрыскивает свою ДНК в бактериальную клетку.

3. Репродукция нуклеиновой кислоты и синтез белков фага внутри бактериальной клетки.

4. Сборка и формирование зрелых фаговых частиц. Белковые оболочки окружают ДНК фага, образуя зрелые фаговые частицы

5. Лизис бактериальной клетки и выход зрелых фаговых частиц.

Различают лизис бактериальной клетки изнутри и лизис извне. Лизис изнутри - это явление, когда бактериофаг впрыскивает в бактериальную клетку свою ДНК, в результате чего идет его размножение и лизис клетки связан с выходом образовавшихся зрелых частиц фага. Лизис извне – это явление, при котором на одну бактериальную клетку набрасывается много фагов, в результате чего они делают много отверстий в оболочке бактериальной клетки, через которые вытекает цитоплазма бактериальной клетки и клетка погибает.

Виды фагов: по содержанию нуклеиновой кислоты фаги подразделяются на ДНК – и РНК – содержащие, а по характеру взаимодействия с бактериями - на вирулентные и умеренные.

- Вирулентные фаги вбрасывают свою ДНК в бактериальную клетку, размножаются в ней и вызывают ее лизис (продуктивные инфекции);

- Умеренные фаги впрыскивают свою ДНК в бактериальную клетку, но не размножаются в ней, а ДНК фага вклинивается в хромосому микробной клетки и в дальнейшем воспроизводится вместе с бактериальным геномом при делении клетки. Умеренный фаг, ДНК которого объединилась с ДНК бактерии, называется профагом.

По специфичности фаги делят на: монофаги - лизируют все штаммы определенного вида бактериальных клеток; типовые фаги - лизируют только определенные типы бактерий вида; полифаги – способны лизировать родственные бактерии. Применяются бактериофаги с терапевтической, профилактической и диагностической целями (фаготерапия, фагопрофилактика, фагодиагностика).

Дыхание микроорганизмов. Типы дыхания. Классификация микроорганизмов в зависимости от типа дыхания.

Под дыханием понимают совокупность биохимических процессов, в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности микроорганизмов. По источникам энергии микроорганизмы делят на:

1. фототрофы – используют энергию солнечного света благодаря пигментам, близким к хлорофиллу (пурпурные серобактерии)

2. хемотрофы – получают энергию за счет окисления неорганических и органических соединений (чаще глюкозу – нитрифицирующие бактерии)

Органеллы дыхания у бактерий – мезосомы, содержащие специальные дыхательные ферменты типа цитохромоксидаз. По типу дыхания микроорганизмы делят на:

1. облигатные аэробы – они способны получать энергию только путем дыхания и нуждаются в О₂ как акцепторе протонов и электронов в окислительно-восстановительных процессах (микобактерии туберкулеза, возбудитель холеры)

2. облигатные анаэробы – способны расти только в среде, лишенной О₂ (для них О₂ токсичен). Для них как тип окислительно-восстановительных процессов характерна ферментация (возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма).

3. Факультативные анаэробы - способны расти как при наличии О₂, так и в отсутствии его. Среди них различают:

- аэротолерантные – могут расти в присутствии атмосферного О₂, но не способны его использовать, так как получают энергию исключительно с помощью брожения (молочно-кислые бактерии)

- факультативно-анаэробные – которые в отсутствии О₂ способны перестраиваться на брожение (энтеробактерии).

Различают микроаэрофилы – нуждаются в малых количествах кислорода (лептоспиры, бруцеллы) и капнофилы – нуждаются в повышенном содержании СО₂ (менингококки, гонококки)

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: