В 1884 г. X. Грам предложил метод окраски, который был использован для дифференцирования бактерий. Сущность метода состоит в том, что грамположительные бактерии прочно фиксируют комплекс генцианвиолета и йода, не подвергаются обесцвечиванию этанолом и поэтому не воспринимают дополнительный краситель фуксин, оставаясь окрашенными в фиолетовый цвет.
У грамотрицательных бактерий этот комплекс легко вымывается из клетки этанолом, и они при дополнительном нанесении фуксина окрашиваются в красный цвет.
Протопласты и сферопласты.
Протопласты — формы прокариот, полностью лишенные клеточной стенки, образующиеся обычно у грамположительных бактерий.
Сферопласты — бактерии с частично разрушенной клеточной стенкой. У них сохраняются элементы наружной мембраны. Наблюдаются у грамотрицательных бактерий и значительно реже у грамположительных. Образуются в результате разрушения пептидогликанового слоя литическими ферментами, например лизоцимом, или блокирования биосинтеза пептидогликана антибиотиком пенициллином и др.
Протопласты и сферопласты имеют сферическую или полусферическую форму и в 3—10 раз крупнее исходных клеток. В обычных условиях наступает осмотический лизис и они погибают. В условиях повышенного осмотического давления способны некоторое время переживать, расти и даже делиться. При снятии фактора, разрушающего пептидогликан, протопласты, как правило, отмирают, но могут превращаться в L-формы; сферопласты легко реверсируют в исходные бактерии, иногда трансформируются в L-формы или же гибнут.
L-Формы бактерий.
Это фенотипические модификации, или мутанты, бактерий, частично или полностью утратившие способность синтезировать пептидогликан клеточной стенки. Таким образом, L-формы — бактерии, дефектные по клеточной стенке. Свое название они получили в связи с тем, что были выделены и описаны в институте Листера в Англии в 1935 г. Образуются при воздействии L-трансформирующих агентов — антибиотиков (пенициллина, полимиксина, бацитрацина, венкомицина, стрептомицина), аминокислот (глицина, метионина, лейцина и др.), фермента лизоцима, ультрафиолетовых и рентгеновых лучей.
В отличие от протопластов и сферопластов L-формы обладают относительно высокой жизнеспособностью
ивыраженной способностью к репродукции. По морфологическим и культуральным свойствам они резко отличаются от исходных бактерий, что обусловлено утратой клеточной стенки и изменением метаболической активности.
L-Формы бактерий полиморфны. Встречаются элементарные тельца размером 0,2—1 мкм, шары — 1—5, большие тела — 5—50, нити — до 4 мкм и более.
Клетки L-форм имеют хорошо развитую систему внутрицитоплазматических мембран. Вследствие дефекта клеточной стенки осмотически неустойчивы
иих можно культивировать только на специальных средах с высоким осмотическим давлением; они проходят через бактериальные фильтры.
Различают стабильные и нестабильные L-формы бактерий. Первые полностью лишены ригидной клеточной стенки, что сближает их с протопластами; они крайне редко реверсируют в исходные бактериальные формы. Вторые могут обладать элементами клеточной стенки, в чем они проявляют сходство со сферопластами; в отсутствие фактора, вызвавшего их образование, реверсируют в исходные клетки.
Процесс образования L-форм получил название L- трансформации или L-индукции. Способностью к L- трансформации обладают практически все виды бактерий, в том числе и патогенные (возбудители бруцеллеза, туберкулеза, листерии и др.).
L-Формам придается большое значение в развитии хронических рецидивирующих инфекций. Инфекционный процесс, вызванный L-формами бактерий, характеризуется атипичностью, длительностью течения, тяжестью заболевания, трудно поддается лечению.
Пили -
нитеобразные полимерные органеллы белковой природы, локализованные на поверхности клеток. Их вначале (1955г.) называли фимбриями (от лат. «нити»), затем (в 1965 г.) появился термин «пилус» (от лат. «волос»).
Размер пилей варьирует от долей микрометров до более 20 мкм в длину и от 2 до 11 нм в диаметре.
Пили состоят из одного или нескольких типов белковых субъединиц, называемых пилины или фимбрины,
которые обычно организованы в спиральные структуры.
Архитектура пилей варьирует от тонких нитевидных до толстых прочных палочкообразных образований с осевыми отверстиями.
Тонкие пили, диаметр которых не превышает 2 —3 нм, часто относят к
фибриллам.
Еще более тонкие пили (диаметром менее 2 нм), называют «кудряшками», они имеют тенденцию сваливаться в пушистую липкую массу на поверхности бактерий и ответственны за агрегацию клеток.
Пили
Пили представляют собой сложные структуры, состоящие из толстой палочки с прикрепленной к ней тонкой фибриллой.
Пили часто расположены перитрихиально по поверхности клеток, но могут быть и локализованы только на одном конце клетки.