Шпаргалка по дисциплине"Микробиология"

Образуемые некоторыми бактериями слизистые вещества не удерживаются в виде компактной массы вокруг клеточной стенки, а диффундируют в окружающую среду

*    S-слои– простейший тип биологических мембран, возникших в ходе формирования первых клеток и входящих в состав поверхностей многих бактерий и почти всех архей. выстилают наружную поверхность клеточной стенки равномерно упакованными образованиями правильной формы подобно паркетным дощечкам из белковых или гликопротеиновых молекул.

у грамотрицательных бактерий S-слои прилегают непосредственно к внешней мембране, у грамположительных – ассоциированы с поверхностью муреина.

S-слои архей могут быть единственным  слоем клеточной стенки кроме ЦПМ, они более высоко организованы, чем бактериальные, располагаются над ЦПМ, образуя между слоями и ЦПМ небольшое пространство, связаны ковалентно с ЦПМ специфическими выступами.

легко теряют регулярную структуру при приготовлении препаратов для микроскопирования.

Выполняют следующие функции:

+Защищают клетку при изменениях  рН и концентраций других ионов, осмотического стресса, от действия  ферментов, бактерий-хищников, фагов.

+Помогают удерживать определенную  форму клетки, способствуют адгезии клеток к поверхностям и с ферментами.

+Участвуют в делении клеток, могут взаимодействовать с вирусами.

+Предотвращают неспецифическую  адсорбцию макромолекул, помогают  патогенным бактериям справиться  с защитными факторами макроорганизма, избежать фагоцитоза и действия комплемента, что  повышает вирулентность отдельных возбудителей.

2. Клеточная стенка – важный  и обязательный структурный элемент  большинства бактерий. Она служит  механическим барьером между  протопластом и окружающей средой, придает клетке определенную форму, большинство прокариот обладает ригидной клеточной стенкой.

 

13. Морфология бактерий. Клеточная стенка грамположительных  и грамотрицательных бактерий. Окраска  по Граму.

Состав клеточной стенки: У эубактерий - основа – полимер – гликопептид (пептидогликан, мукопептид) муреин, У архей – псевдомуреин, У уксуснокислой бактерии Acetobacter xylinum – целюллоза

Кроме муреина сод-ся белки, липиды, липопротеиды, у некоторых бактерий – тейхоевые кислоты

Муреин состоит из цепочек N-ацетилглюкозамина и N-ацетилмурамовой кислоты, соединенных бета-1,4-гликозидными связями. Является опорным каркасом клеточной стенки, к которому прикрепляются другие вещества.

  Муреиновый мешок: эластичен, способен растягиваться под воздействием внешних факторов, способен сжиматься до четырех раз, имеет отверстия размером до 6 нм, обладает избирательностью, имеет отверстия для выхода фимбрий и жгутиков.

Окраска по Граму служит важным таксономическим признаком, с которым коррелируют другие свойства бактерий. Метод предложил Ганс Кристиан Йоахим Грам

Гр+: Толстый слой муреина, Содержание муреина 95 %, Содержание липидов около 5 %,Присутствуют тейхоевые кислоты

Гр-: Тонкий слой муреина, Содержание муреина 5 – 10%, Содержание липидов около 75 %, Отсутствуют тейхоевые кислоты

Механизм образования окрашенного комплекса:

* >Муреин + тейхоевые кислоты + Йод + Генциан-виолет = фиолетовый стойкий  окрашенный комплекс (Гр+)

* <Муреин + Йод + Генциан-виолет =  нестойкий комплекс, легко смываемый  спиртом (Гр-), докрашиваются бактерии сафранином

 

14. Морфология бактерий. Явление L-трансформации. Биологическая  роль.

особая форма изменчивости или способность адаптироваться к окружающим условиям. Проявляется в колониях чистых культур при исследовании их морфологии. Может быть обратимой или необратимой. Обнаруживаются необычные для данного вида бактерий формы: нитевидные, волокнистые, колбасовидные, шаровидные образования и мелкие гранулы размером 0,1-0,15 мкм (фильтрующиеся формы бактерий).

*Обратимая L-трансформация: генетический  контроль синтеза клеточной стенки сохраняется; L-формы при благоприятных условиях могут возвращаться в исходную бактериальную форму; восстановление всех основных биологических свойств

* Необратимая L-трансформация: генетический  контроль синтеза клеточной стенки нарушен необратимо; L-трансформация приобретает необратимый характер; L-трансформанты по своим морфологическим, культуральным и иным свойствам становятся неотличимыми от микоплазм.

Особенности L-форм:

+Сходство морфологических изменений: образование нитевидных, волокнистых, колбасовидных, шаровидных, гранулярных и микоплазменных форм.

+Сходные культуральные свойства: рост на плотных средах в  виде характерных колоний двух  типов – А и В.

+Колонии типа А растут на  поверхности агара, имеют очень  мелкие размеры. Они состоят главным образом из гранулярных структур, лишенных клеточной стенки, и очень похожи на микоплазмы.

+Колонии типа В состоят из  центральной зоны, врастающей в  агар, и прозрачной фестончатой  периферической зоны. В этих колониях  обнаруживаются крупные тела, содержащие компоненты клеточной стенки, сходные со стенкой родительских бактерий, но лишенные ригидности. 

+Образование стабильных и нестабильных L-форм (в зависимости от степени  полноты утраты способности синтезировать  клеточную стенку).

+Изменение антигенных свойств (утрата К- и О-антигенов как  следствие нарушения синтеза  клеточной стенки).

+Снижение вирулентности по сравнению  с исходными родительскими формами  в связи с утратой различных  факторов патогенности.

+Способность длительно персистировать в организме. Утрата клеточной стенки делает L-формы нечувствительными к различным химиопрепаратам и антителам.

+Способность при неполной утрате  синтеза клеточной стенки возвращаться  в исходную бактериальную форму. 

Факторы, индуцирующие трансформацию:

*различные антибиотики, угнетающие  биосинтез клеточной стенки;

*ферменты;

*антимикробные антитела;

*высокие концентрации некоторых  аминокислот (глицин и фенилаланин)

 

15. Морфология бактерий. Бактериальная мембрана. Строение  мезосом, рибосом. Химический состав цитоплазмы.

цитоплазматическая мембрана (ЦПМ) плотно прилегает к клеточной стенке и отделяет от клеточной стенки содержимое клетки. Это обязательная структура любой  клетки. Нарушение целостности мембраны приводит к потере клеткой жизнеспособности.

На долю цитоплазматической мембраны приходится 8–15 % сухого вещества клетки, толщина ее 7–10 нм.

Представлена в виде трехслойной структуры – одного липидного слоя и двух примыкающих к нему с обеих сторон белковых слоев. Часто образует впячивания внутрь клетки или спиралевидные тельца – мезосомы.  Цитоплазматическую мембрану с мезосомами называют бактериальной мембраной.

Основные компоненты: белки (50–75 %), фосфолипиды (15–45 %), связанная вода (25 % сухой массы), небольшое количество углеводов, различные ферменты

стеролы и стерины в бактериальной мембране большинства прокариот отсутствуют, поэтому бактерии проявляют устойчивость по отношению к некоторым антибиотикам, которые способны связываться со стеролами мембран эукариот. Так, например, нистатин и амфотерицин связывается со стеролами мембраны и увеличивает пропускную способность ЦПМ грибной клетки, в результате чего клетка гибнет.

Бактериальная мембрана: закрепляет ферменты, выполняет штативную функцию, транспортирует вещества, принимает участие в обмене веществ между клеткой и окружающей средой, главный осмотический барьер клетки, участвует в репликации генома

Мезосомы локализуют ферменты, участвующие в энергетических процессах, в снабжении клетки энергией, осуществляют синтез материала клеточной стенки, принимают участие в распределении ДНК между новообразующимися особями при делении клетки.

Хорошо развитые мезосомы обнаружены только у гр+ бактерий, у гр- они развиты слабо и имеют более простое строение.

Выделяют 3 вида мезосом:

*ламеллярные (пластинчатые);

*везикулярные (в форме пузырьков);

*тубулярные (трубчатые).

Часто у бактерий можно наблюдать мезосомы смешанного типа: состоящие из ламелл, трубочек, пузырьков.

По расположению в клетке различают:

*мезосомы, образующиеся в зоне  клеточного деления и формирования поперечной перегородки (септы);

*мезосомы, к которым прикреплен  нуклеоид;

*мезосомы, сформированные в результате  инвагинации периферических участков  ЦПМ.

Рибосомы рассеяны в цитоплазме в виде мелких гранул размером 20–30 нм

нуклеопротеиды, содержащие примерно 60 % РНК и 40% белка.

количество рибосом в клетке зависит от условий ее культивирования и возраста (от 5000 до 50 000)

имеют константу седиментации 70S, поэтому называются 70S-частицы

ответственны за синтез белка клетки

Цитоплазма – полужидкая коллоидная система. Степень вязкости зависит от возраста и физиологического состояния клетки. Она обладает круговой подвижностью, обеспечивающую интенсивный перенос продуктов обмена от одного органоида к другому. Неоднородна, содержит различные мембраны, связанные системой канальцев и пузырьков. Содержит воду (в количестве 70–80 % от общей массы клетки), ферментные белки, аминокислоты, рибонуклеиновые кислоты, углеводы, липиды и различные низкомолекулярные вещества. Включает ядерный аппарат, рибосомы и гранулы запасных веществ различной природы.

 

16. Морфология бактерий. Запасные включения бактериальной  клетки.

Цитоплазматические включения разнообразны. Это могут быть питательные вещества. Откладываются в клетке, когда она развивается в условиях избытка питательных веществ в среде, и потребляются, когда клетки попадают в условия голодания.

Запасное вещество	Структурные характеристики	Химический состав	Функции	Распространение
Гранулы гликогена  (а-гранулы)	Сферической формы, диаметр 20–100 нм	Высокомолекулярные полимеры глюкозы	Источник углерода и энергии	Широко распространенный тип запасных веществ
Гранулы поли-p-оксимасляной кислоты (до 50 %  сухого вещества клетки)	Диаметр 100–1000 нм; окружены однослойной белковой мебраной 2–3 нм толщиной	98 % полимера поли-3- оксимасляной кислоты, 2 % белка	Источник углерода и энергии	Широко распространены только у прокариот
Гранулы или капли жира	В жидком состоянии в виде капель	Триацилглицериды	Источник углерода и энергии	Широко распространенный тип запасных веществ
Гранулы полифосфата	Диаметр 500 нм, зависит от объекта и условий роста	Линейные полимеры ортофосфата	Источник фосфора и энергии	Распространенный тип запасных гранул
Запасное вещество	Структурные характеристики	Химический состав	Функции	Распространение
Цианофициновые гранулы	Размер и форма различны; могут достигать в диаметре 500 нм	Полипептид, содержащий аргинин и аспарагиновую кислоту (1: 1), М=(25–100)·103Да	Источник азота	Обнаружены у многих видов цианобактерий
Гранулы серы	Диаметр 100–800 нм; окружены мембраной	Включения жидкой серы	Донор электронов или источник энергии	Пурпурные серобактерии, бесцветные бактерии, окисляющие H2S
Углеводородные гранулы	Диаметр 200–300 нм; окружены белковой оболочкой 2–4 нм толщиной	Углеводороды того же типа, что и в среде	Источник углерода и энергии	Представители родов Arthrobacter, Acinetobacter, Мусоbacterium, Nocardia и другие прокариоты, использующие углеводороды

*Аэросомы – газовые вакуоли, имеющиеся у 15 таксономических групп  почвенных и водных бактерий в цитоплазме. Аэросомы – это сложно организованные структуры, состоящие из множества регулярно расположенных газовых пузырьков, имеющих форму вытянутого цилиндра с заостренными концами длиной 200-1200 и диаметром 65-115 нм. Пузырьки окружены белковой мембраной и заполнены азотом, количество их может достигать 40–60 шт. Мембрана аэросом проницаема для газов, но не для воды. Регулируя степень наполнения вакуолей газом, клетка осуществляет механическое передвижение снизу вверх в водоемах или капиллярах почвы. Аэросомы присущи безжгутиковым формам и являются альтернативным видом движения.

*Хлоросомы – структуры, присущие  фотосинтезирующим зеленым бактериям, локализующие пигменты – хлорофиллы  с, d и е, поглощающие кванты света  и передающие их в реакционные центры клетки. Хлоросомы имеют форму продолговатых пузырьков длиной 90-120 и шириной 25-70 нм, окруженных однослойной белковой мембраной толщиной 2-3 нм. Хлоросомы расположены вблизи от ЦПМ.

*Фикобилисомы – структуры цианобактерий, расположенные правильными рядами на внешних поверхностях фотосинтетических мембран, локализуют фикобилипротеины, имеют вид гранул диаметром 28-55 нм.

* Карбоксисомы – полиэдральные  тела клеток некоторых фототрофных  и хемолитотрофных эубактерий. Карбоксисомы  имеют форму многогранника с 4-6 сторонами и диаметром 90-500 нм.

Структуры белковой природы толщиной 3 нм заполнены гранулярным содержимым, включающим рибулозодифосфаткарбоксилазу, принимают участие в восстановительном пентозофосфатном цикле.

Карбоксисомы обеспечивают защиту и консервирование ключевого фермента рибулезофосфатного метаболического пути, предотвращая его разрушение внутриклеточными протеазами.

* Магнитосомы – цитоплазматические  включения магнитных бактерий, заполненные  железом в форме магнетита (Fe3O4) и выполняющие функцию магнитной стрелки. На долю магнетита может приходиться до 4 % сухого вещества таких бактерий. Магнитосомы для бактерий имеют приспособительное значение.

 

17. Движение бактерий. Строение  жгутика, толщина, длина, химический  состав. Приготовление фиксированных препара-тов и препаратов живых клеток микроорганизмов.

Жгутики – это тонкие, спирально закрученные нити белковой природы, которые могут осуществлять вращательные движения. Они прикрепляются к цитоплазматической мембране с помощью двух пар дисков и через поры в мембране выходят наружу. Толщина их от 10 до 20 нм, длина может достигать 200 мкм. У одних бактерий жгутик может быть полым, у других он заполнен веществом липидной природы.