Ультраструктура бактериальной клетки

Бактериальная клетка имеет постоянные структуры – клеточная стенка, цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, рибосомы, нуклеоид. Непостоянные – жгутики, ворсинки, капсула, включения, споры.

Постоянные структуры.

Клеточная стенка: Функции – защитная, формообразующая, участвует в делении, транспортная, рецепторная, определяет антигенные свойства бактерии, определяет тинкториальные свойства бактерии (диффузии краски). Нарушение синтеза клеточной стенки приводит либо к гибели бактерии, либо к образованию сферобластов, протобластов (теряют способноть к размножению) или L-формы (сохранили функцию размножения). Утрата связана с антибиотиками, влияние лизоцина. Утрата будет сопровождаться (       ) процесса и антибиотиками не лечится.

Главный элемент к.С Муреин – полимер, связываются фрагменты связываются уникальными аминокислотами (есть только у прокариот), муреин является мишенью для антибиотиков именно избирательность антибиотиков связана с муреином. КлС Г(-) тонкая, в ней выделяют ригидный слой образованный пептидогликаном (20%) и пластичный слой его толщина значительна и в нем много липополисахарида (80%), который имеет базисную часть это молекула полисахарида, липид-А (отвечает за токсичность, пирогенность), О-специфические боковые фрагменты (состоят из полисахаридов, определяют антигенные свойства). Г(+) стенка толще состоит из многослойного пептидогликана 90%, тейхоевые кислоты. Тк пронизывают клеточную стенку и связываются с ПГ за счет них определяются антигенные свойства, липополисахаридов почти нет. Белки порины пронизывают КС бактерии, но размеры разные у Г(-) больше, у Г(+) меньше.

Цитоплазматическая мембрана: функция: избирательная проницаемость, осмотический барьер, участие метаболизме, энергетический обмен (в составе много ферментов – цитохромы, оксидазы, дегидрогиназы, атефазы), репликация, участие в спорообразовании, выделительная.

Цитоплазма коллоидная система состоит из воды включений органелл, место где идет метаболизм.

Нуклеоид замкнутая ДНК (бактериальная хромосома) имеет гаплоидный набор. Методы выявления нуклеоида: специальная микрохимическая реакция по Фельгину, обнаружение в электронный микроскоп. Функции: хранение генетической информации, определение жизнеспособности клетки.

Непостоянные структуры.

Капсула: по химическому составу полисахаридное в-во, слизистый слой, белки, липиды. Может быть большой (больше чем клетка), маленькой можно обнаружить. Функции: защитная (от фагоцитоза макрофагами), дополнительный фактор патагенности, защищает от действия антилел, антибиотиков, придает адгезивные свойства. Продукция капсулы исключительно в живом организме, а не Вов внешней среде, на искусственной питательной среде (обогощенной полисахаридами) небольшая часть микробов может продуцировать капсулу (пневмококки, клепсиелы, возбудитель сибирской язвы).

Споры: является защитной реакцией присущей некоторым микроорганизмам, при попадании в неблагоприятные условия (внешняя среда - отсутствие воды, питательных веществ, старение культуры, неблагоприятная температура), обычно палочковидные (в зависимости от этого они делятся на бациллы, кластридии (Сп⁺) и остальные бактерии). Спорообразование у прокариот является формой сохранения генетического материала клетки при неблагоприятных условиях, а не метод размножения (из одной клетки 1 спора). Обязательное условия для спорообразования необходимо присутствие кислорода. Во внешней среде могут жить десятки лет. После прорастания (4-5 часов) вегетативная форма (способная к делению, метаболизму). Разрушаются оболочки споры, образуется ростовая трубочка, синтез клеточной стенки.

Процесс спорообразования:

1. образование спороносной зоны в которой находится нуклеоид,

2. образование проспоры при этом спорогенная зона отделяется,

3. образование кортекса – оболочки споры,

4. отмирание вегетативной части клетки и освобождение споры.

По локализации: спора может занимать центральное положение, субтерминальное, терминальное.

По величине: меньше чем диаметр палочки (бациллы), больше диаметра палочки (клостридии)

Свойство споры:

Устойчивость. Термо- связано с химическим составом: мало воды 5-10%, много солей кальция, есть дипиолиновая кислота, поэтому выдерживает пастеризацию, кипячение. Что бы убить спору нужна T=180-200⁰, 20 мин, т=120⁰ + 1,5 атм.

Спорообразование присуще:

Бацилле антрацид – сибирская язва

Кластридии – гангрена, столбняк

Возбудителям ботулизма

           Жгутики: органы движения. Поверхностные структуры в виже ниточек, обнаруживаются только в электронный микроскоп в составе сократительный белок флагелин, прикрепляются к цитоплазматической мембране. По количеству и расположению все делятся на: монотрихии, лофотрихии (пучок), амфотрихии (два пучка), перитрихии (по периметру), Длина Ж больше чем длина клетки. Наиболее подвижны монотрихии, лофотрихии.

           Методы изучение подвижности:

Висячая капля

Раздавленная капля

Темнопольная микроскопия

Фазоконтрастная микросокпия

           Ворсинки: тонкие полые нити белковой природы, коротенькие, которые покрывают поверхность клетки, очень много, не выполняют локомоторную функции. Функции: адгезия (ворсинки 1 типа, с ними связана патогенность бактерии), конъюгативная (половые ворсинки) их мало.

           Включения: зерна волютина (метафосфатические обладают свойством метохромазии – способность окрашиваться не в цвет красителя), жировые зерна, гликоген. Запас питательного вещества.

 

ОСНОВНЫЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ФОРМЫ БАКТЕРИЙ.

Ø Шаровидные

Ø Палочковидные

Ø Извитиые (вибрионы, спириллы (имеют лофотрихии), спирохеты)

Прокариоты имеющие особую морфологию:

Ø Спирохеты

Ø Рикеции

Ø Актиномицеты

Ø Хламидии

Ø Микоплазмы

 

Спирохеты: нитевидные, спиральнозакрученые, извитые есть локомоторный внутренний аппарат представленный осевой нитью миофибрилл.

Семейства спирохет.

1. Борели – грубые завитки

2. Трепонемы – равномерные завитки

3. Лептоспиры имеют первичные завитки, и вторичные, утолщенные концы

Дифференциация проходит: по количеству завитков, характеру концов, по характеру движения.

Типы движения:

Ø Винтообразные (трепонема, лептоспира)

Ø Вперед-назад, право-лево

Характер движения:

Ø Плавные

Ø Резкие

Методы изучение: окраска по Романовскому-Гинзе. Борели – синие, остальные розовые. Микроскопия темнопольная микроскопия, фазово-контрастная.

Риккетсии: прокариоты, маленьких размеров,

Полиморфные (коковидную, кокобактериольную, палочковидные, длинную нитевидную) связано с особенностями деления, перегородка неполная и по этому клетки могут принять различную форму.

Облигатные внутриклеточные паразиты на искусственных средах не растут, могут культивироваться только в живой клетке (куриного зародыша), в организме насекомых.

Экологическая ниша: заселяют организм членистоногих, передаются трансмессивным путем (укусы) от насекомых – вши, блохи, клещи. Примеры: сыпной тиф.

Методы выявления: окраска – Романовскому – Гинзе, по Здоровскому, при этом клетки в которых находятся риккетсии окрашиваются в один цвет, ядро в другой, сама риккетсия в третий. Микроскопия: цветовая, фазово-контрастная, электронная.

 

Хламидии: возбудители трахомы, урогенитальный хламидиоз. Прокариоты, маленьких размеров, облигатные внутриклеточные организмы, энергетические паразиты.

Морфологические формы:

Ø Внеклеточная – элементарное тельце, сферическая форма, маленького размера 0,3 мкм, имеющая клеточную стенку, мембрану

Ø Внутриклеточная – ретикулярное тельце, находится на разных стадиях созревания, можно обнаружить только внутри клетки, там созревает и разрывает клетку.

Методы обнаружения: окраска по Романовскому – Гинзе, фазово-контрастная микроскопия, реакция имунофлюоресценции, метод иммуноферментного анализа.

 

Микоплазмы: болезни: пневмония, бронхит, урогенитальный микоплазмоз, неонатальная патология.

Особенности:

Ø Нет клеточной стенки

Ø Очень маленькие размеры

Ø Полиморфны (сферические, нитевидные)

Ø Не красятся по Граму

Ø Не чувствительны к пенициллину

Ø Являются мембранными паразитами – садятся на клеточную стенку и вытягивают в-ва (холестерин)

Методы изучение: культивирование (с добавлением холестерина), растут медленно, РИФ, ИФА, ПЦР, фазово-контрастная микроскопия после окраски по Романовскому-Гинзе.

Актиномицеты: прокариоты имеющие сходство с грибами. Полиморфные (ветвистые, короткие палочки) способны образовывать мицелий, Грам⁺, кислотонеустойчивые. Растут медленно. Места обитание: внешняя среда, полость рта (нормальная микрофлора). Могут размножаться спорами.

Изучение: окраска – по Романовскому-Гинзе, культивирование.