КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМАТИКА МОКРООРГАНИЗМОВ.

ЭУКАРИОТЫ И ПРОКАРИОТЫ.

Классификация бактерий.

Первоначально классифицировали по форме, ибо не было возможности их рассмотреть.

1923 г. Девид Берджи выпустил первый определитель бактерий ("Определитель Берджи"). Все последующие его выпуски готовились международным комитетом по таксономии бактерий. Последнее издание состоит из 5 томов

Систематика бактерий - раздел науки о месте бактерий в природе, принципах, методах и правилах классификации (объединение бактерий по степени родства в классификационные единицы) и номенклатуры.

Таксономия - раздел систематики , разрабатывающие принципы классификации

Таксон - классификационная единица, обладающая совокупностью характеристик общих для каждой группы (семейства, рода, вида, подвида). Базовой таксономической единицей у бактерий является вид.

Вид в микробиологии - это совокупность популяций бактерий, имеющих общее происхождение, экологическое единство, обладающих сходным обменом веществ и энергии, близких между собой по строению генома, морфологическим и биохимическим свойствами и отличающихся от других видов.

Каждый вид бактерий имеет типовой штамм, который является своеобразным эталоном вида. Типовые штаммы имеют наиболее полную биологическую характеристику и хранится в специальных коллекциях. (Например АТСС)

Штамм - изолят иди группа изоляторы с одинаковыми фенотипическими и/или генотипическими признаками, относящиеся к определенному виду и имеющие отличия от других изолятов этого вида.

Подвид - совокупность популяций бактерий определенного вида отличающиеся рядом признаков, которые не препятствуют их объединению в вид.

Чистая культура - популяция бактерий, состоящая из особей одного вида. Смешанная культура - совокупность популяций бактерий разных видов, как правило обладающая сходным метаболизмом.

Термином популяция обозначают совокупность бактерий одного вида, вегетирующих в одном определенном биотопе или выращенных на искусственной питательно среда из одной или нескольких клеток.

Род - совокупность близкородственных видов. Каждый род имеет типовой вид, на основе которого он формируется.

Семейство - совокупность взаимосвязанных родов. Сходные семейства объединяются в порядок, а они, соответственно, в классы, филии (тип) , царства и домены. В практической медицинской бактериологии высшие порядки имеют меньшее значение.

Принципы систематики бактерий.

Фенотипическая (нумертчнчкая) таксономия. Использует широкий диапазон признаков, характерных для бактерий (окраска по Грамму, фориа и размер клетки, подвижность, наличие капсулы, тип дыхания, биохимическая активность, антигенные свойства и т.д.). Шкала измерения варьирует от 0 до 1. Где единица полная идентичность и рассчитывается коэффициент подобия.

Геносистематика

Объединение бактерий на основе степени сходства геномов. Важнейшими из них являются молекулярно-генетичесуие критерии (содержание Г+Ц, сходство последовательности основания 16S, 18S u 23S РНК, риботипирование)

Золотым стандартом в генной систематики является установление сходства последовательностей оснований (сиквенсов) структуру гомологичных 16S или 23S рРНК.

Стратегии секвенирования генома

Сравнительные аспекты секвенирования генома определяют определить наличие общих генов, регуляторных механизмов и межвидовые связи и являются основной структурной и эволюционной геномики.

Математическим анализом геномов занимается биоинформатика. Предмет исследования: сиквенсы фрагментов или полных геномов бактерий с помощью разрабатываемых компьютерных программ и баз данных информации о нуклеиновых кислотах и белках.

Хемосистематика - классификация бактерий на основе хемотаксономических по знаков (хим.мостав клеточных стенок, составу продуцируемых жирных кислот).

Номенклатура - принципы наименования бактерий.

Названия бактерий должны быть стабильными, научно обоснованными и целисообразными. Различают неформальную и научную номенклатуры. В соответствии с международным руководством виды бактерий обозначают 2 латинскими именами. Названии семейства всегда долго заканчиваться на "-aceae". Подвид бактерий (тринарен) для обозначения подвида добавляют "subspecies".

Физиология бактерий. Основы метаболизма бактерий.

Особенности метаболизма у бактерий

- Интенсивность имеет высокий уровень

- Процессы диссимиляции обычно преобладают над процессами ассимиляции

- Субстратный Спектор потребляемых бактериями веществ очень широк - от углекислого газа, азота, нитритов, нитратов до органических веществ, включая загрязнители окружающей среды

- Имеют широкий набор различных ферментов

Катаболизм (диссимиляция) - распад веществ в процессе ферментативных реакций

Анаболизм (ассимиляция) - синтез веществ

Химическая структура бактериальной клетки:

Биогенные химические элементы (органогены) С, О, N, H - 95% сухого остатка

Макроэлементы P, S, Cl, Si, Mg, Ca, Na - 5%

Микроэлементы

Белки

Простые (протеины)

Сложные (протеины), в комплексе с липидами и сахарами

Структурные (структурообразующие)

Функциональные (ферменты)

Диаминопимелиновая кислота, Д-аланин, Д-глютанин

Дипиколиновая кислота

Флагеллин

Пилин

Нуклеиновые кислоты

РНК, р-РНК 80-95%, т-РНК -10%, м-РНК -1-2%

ДНК

Хромосомная ДНК и плазмидная (внехромосомная) ДНК

Липиды

Микобактерии - имеют наибольшее количество липидов (до 40% сухого остатка). Благодаря липидам устойчивы к враждебным факторам

Тейхоевые кислоты - водорастворимые линейные полимеры, содержащие остатки глицерина или рибола, связанные фосфодиэфирными связями. Углеводы

Экзоклеточные полисахариды - каркасные и истинные (за пределы клетки)

Эндоклеточные полисахариды - крахмал гликоген (запасные питательные вещества)

Липополисахариды (ЛПС) - соединение Лепида с полисахаридом.

Типы питания микроорганизмов

- Фототрофв (фотосинтезирующие)

- Хемотрофы (окисление н елргагических веществ)

- Гетеротрофы

По уровню усвоения углерода

- Автотрофы (литотрофы) - используют СО2 из воздуха

- Гетеротрофы - из готовой органики, используют углеводы и жирные кислоты

В зависимости от природы доноров электронов:

Фототрофнве литотрофы

Хемотрофные литотрофы

Фото- и хемоорганотрофы - используют только органические соединения

*Матрица Львова*

По способности усваивать азот:

Аминоавтотрофы - добывают азот сами из воздуха или из аммонийных солей

Аминогетеротрофы - получают готовый азот из органических соединений, т.е. разрушая АК и сложные белки. Это патогенные микроорганизмы и сапрофиты

Прототрофы - способны синтезировать все необходимые им органические соединения самостоятельно.

Ауксотрофы - не способны синтезировать какое-либо из необходимых соединений и ассимилирующие у готовом виде из окружающей среды или из организма хозяину (обычно патогенные)

Факторы роста

- те или иные вещества, которые способствуют росту организма на питательной среде. Пептоны, углеводы, жирные кислоты, витамины, аминокислоты, пуриновые и пиримидиновые основания.

Питательные среды:

- Универсальные - мясопиптоныйагар и мясопиптонныйбульон (МПА и МПБ)

- Специальные - размножаются только на особых средах (кровяной, сывороточный агар, сыфоротный бульон)

- Избирательные (элективные) - для выделения определенного вида микроорганизмов (соли желчных кислот)

- Дифференциально-диагностические - помоги отличить один вид от другого по ферментативной активности (глицериновая, магниевая среды и др)

Питание бактерий:

- Пассивная диффузия

Идёт по градиенту концентрации.

- Облегченная диффузия

С помощью белков переносчиков, без затраты энергии

- Активный транспорт

Затрата энергии на разных этапах.