Морфология микроорганизмов
Морфология - н аука о строении и форме Морфология микроорганизмов изучает форму и особенности строения клеток, способность двигаться, образовывать споры, способы размножения и др.
Различают несколько основных форм бактерий: кокковидные, палочковидные, извитые и ветвящиеся
Сферические формы, или кокки — шаровидные бактерии размером 0,5—1 мкм, которые по взаимному расположению делятся на: Микрококки отдельно расположенные клетки деление клеток простое как правило, это сапрофиты, патогенные для человека не обнаружены Диплококки располагаются парами (пневмококк, гонококк, менингококк ) клетки после деления не расходятся Стрептококки клетки округлой или вытянутой формы, расположены в виде цепочки вследствие деления клеток в одной плоскости и сохранения связи между ними в месте деления. Сарцины располагаются в виде пакетов из 8 кокков и более образуются при делении клетки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Стафилококки расположенные в виде грозди винограда в результате деления в разных плоскостях.
Различаются по размерам, форме концов клетки и взаимному расположению клеток. Длина клеток 1 — 10 мкм, толщина 0,5—2 мкм. Палочковидные бактерии делятся только в одной плоскости – перпендикулярно оси цилиндра. При этом могут формироваться: - монобациллы – клетки расположены по одиночке; - диплобациллы – клетки образуют пары ( коринебактерии дифтерии) - стрептобациллы – клетки образуют цепочки (сибиреязвенная бацилла) Палочки могут быть : правильной (кишечная палочка и др.) и неправильной булавовидной ( коринебактерии и др.) формы. К наиболее мелким палочковидным бактериям относятся риккетсии. концы палочек могут быть как бы обрезанными (сибиреязвенная бацилла), закругленными (кишечная палочка), заостренными ( фузобактерии ) или в виде утолщения. В последнем случае палочка похожа на булаву ( коринебактерии дифтерии). слегка изогнутые палочки называются вибрионами (холерный вибрион).
Извитые формы — спиралевидные бактерии, которые бывают двух видов: спириллы и спирохеты. Спириллы имеют вид штопорообразно извитых клеток с крупными завитками. К патогенным спириллам относятся возбудитель содоку (болезнь укуса крыс), а также кампилобактерии и хеликобактерии, имеющие изгибы, напоминающие крылья летящей чайки. Спирохеты представляют тонкие длинные извитые бактерии, отличающиеся от спирилл более мелкими завитками и характером движения. Ветвящиеся — палочковидные бактерии, которые могут иметь разветвление в форме латинской буквы Y, встречающиеся у бифидобактерий, также быть представленными в виде нитевидных разветвленных клеток, способных переплетаться, образуя мицелий, что наблюдается у актиномицет.
Бактериальную клетку окружает оболочка, состоящая из клеточной стенки и цитоплазматической мембраны. Под оболочкой находится протоплазма, состоящая из цитоплазмы с включениями и наследственного аппарата — аналога ядра, называемого нуклеоидом Имеются дополнительные структуры: капсула, микрокапсула, слизь, жгутики, пили. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях способны образовывать споры.
Клеточная стенка — прочная, упругая структура, придающая бактерии определенную форму и вместе с подлежащей цитоплазматической мембраной сдерживающая высокое осмотическое давление в бактериальной клетке. Она участвует в процессе деления клетки и транспорте метаболитов Основу клеточной стенки бактерий составляет пептидогликан толщина клеточной стенки грамотрицательных бактерий около 15—20 нм, у грамположительных - 50 нм и более Грамположительные: В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов и белков. Основным компонентом клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликан ( муреин, мукопептид ), составляющий 40—90% массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты Грамотрицательные: Пептидогликан в клеточной стенке грамотрицательных бактерий представлен 1—2 слоями, кнаружи от пептидогликана расположен слой липопротеина. За ним следует наружная мембрана клеточной стенки. Клеточная стенка
Является мозаичной структурой, представленной липополисахаридами (ЛПС), фосфолипидами и белками. Внутренний слой ее представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен ЛПС Между наружной и цитоплазматической мембраной находится периплазматическое пространство, или периплазма, содержащая фермент Цитоплазматическая мембрана Состоит из двойного слоя липидов, главным образом фосфолипидов, с внедренными поверхностными, а также интегральными белками, как бы пронизывающими насквозь структуру мембраны Цитоплазматическая мембрана является динамической структурой с подвижными компонентами, поэтому ее представляют как мобильную текучую структуру. Она окружает наружную часть цитоплазмы бактерий и участвует в регуляции осмотического давления, транспорте веществ и энергетическом метаболизме клетки
Эквивалент ядра у бактерий. Он расположен в центральной зоне бактерий в виде ДНК, плотно уложенной наподобие клубка. Нуклеоид бактерий, в отличие от эукариот, не имеет ядерной оболочки, ядрышка и основных белков (гистонов). У большинства бактерий содержится одна хромосома, представленная замкнутой в кольцо молекулой ДНК. Но у некоторых бактерий имеются две хромосомы кольцевой формы (V. cholerae ) и линейные хромосомы Кроме нуклеоида, в бактериальной клетке имеются внехромосомные факторы наследственности — плазмиды, представляющие собой ковалентно замкнутые кольца ДНК.
Цитоплазма занимает основной объем бактериальной клетки и состоит из растворимых белков, рибонуклеиновых кислот, включений и многочисленных мелких гранул — рибосом Функция – транспорт веществ внутри клетки, поддержание внутриклеточного давления, резервуар для других компартментов клетки Мезосомы - сложно закрученные структуры, участвуют в делении клетки, обеспечивая энергией синтез клеточной стенки, принимают участие в секреции веществ, спорообразовании, т.е. в процессах с высокой затратой энергии Рибосомы - ответственны за синтез (трансляцию) белков Включения и гранулы -виде гранул гликогена, полисахаридов, ( З-оксимасляной кислоты и полифосфатов ( волютин ). Они накапливаются при избытке питательных веществ в окружающей среде и выполняют роль запасных веществ для питания и энергетических потребностей. Волютин обладает сродством к основным красителям и легко выявляется с помощью специальных методов окраски
Капсула — слизистая структура толщиной более 0,2 мкм, прочно связанная с клеточной стенкой бактерий и имеющая четко очерченные внешние границ. Капсула гидрофильна, включает большое количество воды. Она препятствует фагоцитозу бактерий. Многие бактерии образуют микрокапсулу — слизистое образование толщиной менее 0,2 мкм, выявляемое лишь при электронной микроскопии. От капсулы следует отличать слизь — мукоидные экзополисахариды, не имеющие четких внешних границ. Слизь растворима в воде. Мукоидные экзополисахариды характерны для мукоидных штаммов синегнойной палочки, часто встречающихся в мокроте больных кистозным фиброзом. Капсула и слизь предохраняют бактерии от повреждений, высыхания, так как, являясь гидрофильными, хорошо связывают воду, препятствуют действию защитных факторов макроорганизма и бактериофагов
Определяют подвижность бактериальной клетки. Жгутики представляют собой тонкие нити, берущие начало от цитоплазматической мембраны, имеют большую длину, чем сама клетка. Толщина жгутиков 12—20 нм, длина 3—15 мкм. Они состоят из трех частей: спиралевидной нити, крюка базального тельца, содержащего стержень со специальными дисками Скорость вращения жгутика может достигать 100 об/с. При наличии у бактерии нескольких жгутиков они начинают синхронно вращаться, сплетаясь в единый пучок, образующий своеобразный пропеллер. Жгутики состоят из белка — флагеллина Число жгутиков у бактерий разных видов варьирует от одного до десятка и сотен
Монотрихи – имеют только один жгутик (род Caulobacter и род Vibrio ); Лофотрихи – имеют на одном или на обоих полюсах клетки пучок жгутиков (род Pseudomonas ) ; Амфитрихи – имеют по одному жгутику на обоих полюсах клетки (род Spirillum ) ; Перитрихи – имеется большое количество жгутиков, располагающихся по всей поверхности клетки (род Erwinia )
Ворсинки, или пили ( фимбрии ) Это нитевидные образования, более тонкие и короткие (3—10 нм х 0,3—10 мкм), чем жгутики. Пили отходят от поверхности клетки и состоят из белка пилина. Известно несколько типов пилей : - общего типа отвечают за прикрепления к субстрату, питание и водно-солевой обмен. - половые пили (1—3 на клетку) создают контакт между клетками, осуществляя между ними передачу генетической информации путем конъюгации Это своеобразная форма покоящихся бактерий с грамположительным типом строения клеточной стенки Спорообразование, форма и расположение спор в клетке (вегетативной) являются видовым свойством бактерий, что позволяет отличать их друг от друга. Форма спор бывает - овальной и шаровидной, Р асположение в клетке — терминальное, т.е. на конце палочки (у возбудителя столбняка), субтерминальное — ближе к концу палочки (у возбудителей ботулизма) и центральное (у сибиреязвенной бациллы).
Благодарю за внимание!
