1. Предмет и задачи микробиологии. Разделы микробиологии. Основные перспективные направления науки
|
|
Скачать 2.05 Mb.
|
^ Плазмида или R-фактор (от англ. resistance – устойчивость) (экстрахромосомный генетический элемент) представляет собой репликон, который стабильно наследуется в экстрахромосомном состоянии. Плазмиды имеют собственные гены, которые наделяют их специфическими наследственными признаками и способностью к размножению, должны быть отнесены к живым организмам. Плазмиды – наипростейшие организмы, лишенные оболочки, собственных систем синтеза белка и мобилизации энергии и представляющие собой особый класс абсолютных внутриклеточных паразитов, наделяющих своих бактерий-хозяев полезными для них свойствами (А. И. Коротяев). Плазмиды как и вирусы: * не имеют собственной белоксинтезирующей системы *Не имеют собственной системы мобилизации энергии; *не способны к росту и бинарному делению * размножаются путем воспроизведения себя из собственного генома (путем его саморепликации) *Являются абсолютными внутриклеточными паразитами В отличие от вирусов: * Геном представлен только двунитевой ДНК * Не имеют оболочки – представляют собой «голые» геномы * Размножение только путем саморепликации * Среда обитания - бактерии * Наделяют хозяина важными свойствами, повышающими жизнеспособность КЛАССИФИКАЦИЯ *F-плазмиды: Донорные функции *R-плазмиды :Устойчивость к лекарственным препаратам *Col-плазмиды: Синтез колицинов *Ent-плазмиды: Синтез энтеротоксннов *Hly-плазмиды: Синтез гемолизинов *Биодеградативные плазмиды: Разрушение различных органических и неорганических соединений, в том числе содержащих тяжелые металлы *Криптические плазмиды: ф-ции неизвестны Все известные плазмиды представляют собой кольцевидные суперспирализованные молекулы двунитевой ДНК, размеры которых варьируют от 1,5 до 200 МД и более (от 1500 до 400 000 пар нуклеотидов). Чем больше молекулярная масса, тем больше и сложнее набор генов, тем многообразнее функции плазмид. Особенности плазмид: * Саморегулируемая репликация. Эта функция свойственна всем живым организмам. В составе плазмидных ДНК имеются фиксированная точка ori (точка начала репликации) и соответствующие гены, контролирующие репликацию. * Явление поверхностного исключения. Этот механизм не позволяет проникнуть в клетку, уже содержащую плазмиду, другой родственной ей плазмиде. Поверхностное исключение обеспечивается синтезом под контролем генов плазмиды особых белков наружной мембраны, которые препятствуют установлению контакта этой клетки с клеткой, несущей такую же плазмиду, или подавляют конъюгативный метаболизм ДНК этой плазмиды * Явление несовместимости. Суть его заключается в том, что две близкородственные плазмиды не могут стабильно сосуществовать в одной клетке, одна из них подвергается элиминации (удалению). * Контроль числа копий плазмиды на хромосому клетки. Различают малокопийные (1-4 копии) и многокопийные плазмиды (12-38 копий). Наличие собственных генов позволяет плазмиде осуществлять репликацию независимо от клеточного цикла клетки-хозяина. Информация, необходимая для осуществления репликации плазмиды, обычно заключена в небольшой участок ее ДНК, получивший название основного, или базового репликона. * Контроль стабильного сохранения плазмид в клетке-хозяине (контроль стабильного поддержания). * Контроль равномерного распределения дочерних плазмид в дочерние бактериальные клетки. Распределение плазмид между дочерними клетками происходит нерандомически, т. е. не по принципу случайности, а существует генетический механизм контроля равномерного распределения (сегрегации) вновь синтезированных плазмид при клеточном делении. Носительство плазмид для клетки-хозяина становится генетически необходимым, благодаря этому обеспечивается существование плазмид как организмов. * Способность к самопереносу (у конъюгативных плазмид). * Способность к мобилизации на перенос (у неконъюгативных плазмид). * Способность наделять клетку-хозяина дополнительными важными для нее биологическими свойствами, способствующими выживанию бактерий, а следовательно, и плазмид в природе. Важные св-ва плазмид: *фертильность (способность женского или мужского организма к участию в оплодотворении); *антибиотикорезистентность; *устойчивость к тяжелым металлам (кадмий, ртуть); *способность к продукции бактериоцинов, антибиотиков, токсинов; *способность к утилизации необычных источников углерода (камфора, октан, октанол). Плазмиды патогенных микробов контролируют синтез различных факторов патогенности и образование новых способностей у многих видов бактерий: #факторы адгезии #факторы инвазии #способностью синтезировать термолабильные и термостабильные энтеротоксины #образование новых вариантов патогенных бактерий #антибиотикорезистентность, антибиотикозависимость #устойчивость к химиотерапии #склонность к персистенции и хронизации инфекции ^ Морфологическое дифференцирование прокариот включает следующие формы клеток: 1. Покоящиеся формы (обеспечение выживания в течение длительного времени в неблагоприятных условиях): *эндоспоры (у грамположительных эубактерий), *цисты (азотобактера, спирохет, миксобактерии, риккетсий), *акинеты (у цианобактерий), *миксоспоры (у миксобактерий), *экзоспоры (у некоторых бактерий, грибов) 2. Клетки, служащие для размножения (гормогонии, баеоциты цианобактерий); 3. Клетки для осуществления процесса фиксации молекулярного азота (гетероцисты цианобактерий, бактероиды клубеньковых бактерий). Гипотезы, объясняющие механизмы, поддержания специализированных клеток в состоянии покоя: 1. В покоящихся клетках имеются вещества, ингибирующие ферменты, блокирующие метаболизм и предотвращающие прорастание спор. 2. Особая структура спор обеспечивает поддержание ее сердцевины в обезвоженном состоянии. 3. Ферменты спор находятся в неактивной форме. Изменения их конфигурации, приводящие к активированию ферментов, выводят покоящуюся клетку из этого состояния. Для всех покоящихся форм характерна повышенная по сравнению с вегетативными клетками устойчивость к действию разнообразных повреждающих факторов: высоких и низких температур, обезвоживанию, высокой кислотности среды, радиации, механических воздействий и др. В наибольшей степени устойчивость проявляется у эндоспор. Факторы устойчивости эндоспор: *нахождение споровой цитоплазмы в обезвоженном состоянии *термостойкость споровых ферментов *наличие дипиколиновой кислоты *большое количества двухвалентных катионов *поверхностные структуры, механически защищающие содержимое споры от проникновения извне агрессивных веществ. Факторы, приводящие к образованию покоящихся форм: *Формированию цист у миксобактерий способствует наличие в среде глицерина, аминокислот. *Количество цист азотобактера возрастает при добавлении к среде параоксимасляной кислоты и повышении концентрации двухвалентных катионов. *В качестве факторов, индуцирующих формирование акинет цианобактерий, отмечены низкая температура, высушивание, отсутствие в среде связанного азота и увеличение содержания глутаминовой кислоты. ^ Факторы, приводящие к образованию эндоспор: *наличие или отсутствие определенных питательных веществ среды *Неприемлемая температура *Неблагоприятная кислотность среды *Неблагоприятные условия аэрирования Факторы, инициирующие прорастание эндоспор: -углеводы -некоторые аминокислоты -неорганические ионы -вода Споры бывают круглыми, овальными или эллиптическими; некоторые снабжены «рёбрами жёсткости», усиливающими устойчивость к механическим воздействиям. При микроскопическом исследовании споры выделяются высоким коэффициентом светопреломления, аналогичный таковому у обезвоженного белка. В зрелой споре различимы: центральный, плохо окрашиваемый участок (спороплазма), двухслойная ЦПМ и оболочка споры. Спороплазма (протопласт споры) включает цитоплазму, бактериальную хромосому, системы белкового синтеза и некоторые другие (например, анаэробного энергообразования). Оболочка споры двухслойная: пространство между слоями заполняют гликопептидные полимеры, сходные с пептидогликанами, образующие сетчатую структуру (кортекс), проявляющую высокую чувствительность к лизоциму. Внутренний слой (стенка споры) образован пептидогликанами, аналогичными таковым у вегетирующей клетки. Внешний слой (собственно оболочка) образуют кератиноподобные белковые структуры с низкой проницаемостью. Экзоспориум. У некоторых бактерий материнская клетка образует экзоспориум — двух-трёхслойное желатинообразное покрытие образованное липопротеинами и углеводами и во многом аналогичное капсуле бактерий. При созревании споры экзоспориум может сохраняться в виде пустого и отстающего от споры «мешка». К спорообразующим относится большое число эубактерий приблизительно из 15 родов, характеризующихся морфологическим и физиологическим разнообразием. Среди них имеются палочковидные, сферические, мицелиальные формы, спириллы и нитчатые организмы. В основном это фирмикуты, т.е. окрашиваются по Грамму положительно. По типу питания среди них обнаружены хемоорганогетеротрофы, факультативные хемолитоавтотрофы и паразитические формы. Лучше всего процесс спорообразования изучен у представителей родов Bacillus и Clostridium. 27. Морфологическая дифференцировка прокариот. Биохимические и физиологические изменения в процессе прорастания эндоспроры. Факторы устойчивости эндоспор в окружающей среде. Прорастание – это процесс, сопровождающийся сложными физиологическими и биохимическими изменениями. Начинается он с интенсивного поглощения спорой воды и набухания. Происходит активация литических ферментов. Резко возрастает дыхание, т.е. мобилизуется энергия. Происходят изменения в химическом составе (удаляется дипиколиновая кислота). Идет активный синтез белка и РНК. Происходят процессы репарации повреждений ДНК, произошедших в период покоя споры. За время прорастания споры теряют до 1/3 первоначальной массы. Последующие этапы состоят в разрушении кортекса, выхода ростовой трубочки, достраивания клеточной стенки и последующим делении. Факторы, обеспечивающие их устойчивость *нахождение споровой цитоплазмы в обезвоженном состоянии *термостойкость споровых ферментов *наличие дипиколиновой кислоты *большое количества двухвалентных катионов *поверхностные структуры, механически защищающие содержимое споры от проникновения извне агрессивных веществ. ^ Первым шагом к спорообразованию является изменение морфологии ядерного вещества вегетативной клетки, образующего тяж вдоль длинной оси спорулирующей клетки. Приблизительно одна треть тяжа затем отделяется и переходит в формирующуюся спору. У некоторых видов ядерный тяж образуется только на одном полюсе клетки, в его формировании участвует не весь генетический материал вегетативной клетки, и впоследствии ядерный тяж целиком переходит в формирующуюся спору. Биологический смысл формирования ядерного тяжа до сих пор остается невыясненным. Формирование споры начинается с того, что у одного из полюсов клетки происходит уплотнение цитоплазмы, которая вместе с генетическим материалом, представляющим собой одну или несколько полностью реплицированных хромосом, обособляется от остального клеточного содержимого с помощью перегородки. Последняя формируется впячиванием внутрь клетки ЦПМ. Мембрана нарастает от периферии к центру, где срастается, что приводит к образованию споровой перегородки. Эта стадия формирования споры напоминает клеточное деление путем образования поперечной перегородки. Следующий этап формирования споры - "обрастание" отсеченного участка клеточной цитоплазмы с ядерным материалом мембраной вегетативной клетки, конечным результатом которого является образование проспоры - структуры, расположенной внутри материнской клетки и полностью отделенной от нее двумя элементарными мембранами: наружной и внутренней по отношению к проспоре. Описанные выше этапы формирования споры (вплоть до образования проспоры) обратимы. После образования проспоры дальнейшие этапы спорообразования уже необратимы. Между наружным и внутренним мембранными слоями проспоры начинается формирование кортикального слоя (кортекса). Затем поверх наружной мембраны проспоры синтезируются споровые покровы, состоящие из нескольких слоев, число, толщина и строение которых различны у разных видов спорообразующих бактерий. В формировании слоев споровых покровов принимает участие как наружная мембрана споры, так и протопласт материнской клетки. У многих бактерий поверх покровов споры формируется еще одна структура - экзоспориум, строение которого различно в зависимости от вида бактерий. Часто экзоспориум многослойный, с характерной для каждого слоя тонкой структурой. Все слои, окружающие протопласт эндоспоры, находятся внутри материнской клетки. На их долю приходится примерно половина сухого вещества споры. После сформирования споры происходит лизис "материнской" клеточной стенки и спора выходит в среду. Спорообразование сопровождается активным синтезом белка. Белки эндоспор в отличие от белков вегетативных клеток богаты цистеином и гидрофобными аминокислотами, с чем связывают устойчивость спор к действию неблагоприятных факторов. Содержание ДНК в споре несколько ниже, чем в исходной вегетативной клетке, поскольку в спору переходит лишь часть генетического материала материнской клетки. Генетический материал поступает в спору в виде полностью реплицированных молекул ДНК. Споры некоторых видов содержат по 2 или 3 копии хромосомы. Содержание РНК в спорах ниже, чем в вегетативных клетках, и РНК в значительной степени при спорообразовании синтезируется заново. Одним из характерных процессов, сопровождающих образование эндоспор, является накопление в них дипиколиновой кислоты и ионов кальция в эквимолярных количествах. Эти соединения образуют комплекс, локализованный в сердцевине споры. Помимо Са2+ в эндоспорах обнаружено повышенное содержание других катионов (Mg2+, Mn2+, К+), с которыми связывают пребывание спор в состоянии покоя и их термоустойчивость. Споровые покровы в основном состоят из белков и в небольшом количестве из липидов и гликолипидов. Белки покровов обладают высокой устойчивостью к неблагоприятным условиям и обеспечивают спорам защиту от действия литических ферментов, других повреждающих факторов, а также предохраняют спору от преждевременного прорастания. Кортекс построен в основном из молекул особого типа пептидогликана. При прорастании споры из части кортекса, прилегающей к внутренней споровой мембране, формируется клеточная стенка вегетативной клетки. В отличие от эндоспор, образующихся внутри материнской клетки и окруженных двумя элементарными мембранами, экзоспоры бактерий из рода Methylosinus и Rhodomicrobium формируются в результате отпочкования от одного из полюсов материнской клетки. Образование экзоспор сопровождается уплотнением и утолщением клеточной стенки. У экзоспор отсутствуют дипиколиновая кислота и характерные для эндоспор структуры (кортекс, экзоспориум). Выделяют три типа спорообразования: *бациллярный (спора уложена посредине клетки, расширяя ее центральную часть); *клостридиальный (спора значительно расширяет центральную часть клетки, которая имеет зауженные концы, из-за чего спороносная клетка похожа на ветерено); *плектридиальный (спора занимает один из концов клетки, клетка похожа на теннисную ракетку) 29. Классификация и систематика бактерий. Классификация бактерий по Берджи. Признаки, используемые при описании бактерий. Характеристика основных групп бактерий по классификатору Берджи. Основной единицей является чистая культура выделенной бактерии – «штамм». Штамм – это различные культуры одного вида микроорганизмов, отличающиеся по незначительным признакам и выделенные из разных мест обитания. Штаммы объединяются в виды (species). Вид – совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по морфологическим и биологическим свойствам, обладающих наследственно закрепленной способностью вызывать в среде естественного обитания качественно определенные специфические процессы. Виды объединяются в роды (genus, множественное число genera), а роды в семейства (латинские названия семейств оканчиваются на -асеае). Кроме этого, роды могут быть объединены в подгруппы, порядки. Высшая таксономическая единица – группа. Основой для классификации служит адекватное описание штаммов, в соответствии с которым проводят сравнение и разграничение рассматриваемых единиц. Для классификации используют следующие признаки бактерий: *морфологические (форма, размеры клетки, подвижность, характер образования жгутиков, способность к спорообразованию, окраска по Граму); *физиологические (отношение к различным углеводам, кислороду, тип питания, способы получения энергии, характер образующихся продуктов в процессе обмена); *культуральные (характер роста на различных питательных средах: наличие пленки, мути, осадка на жидких средах, тип колоний, их особенности на плотных средах и т. п.). *биохимические (генотипические) признаки, т. е. особенности нуклеотидного состава ДНК. Особи одного и того же вида имеют одинаковый состав оснований ДНК, а у видов, принадлежащих к одному роду, нуклеотидный состав ДНК имеет близкие значения. Категории бактерий: -Грациликуты Gracilicutes (от лат. cutes – кожа, gracilis – тонкий, стройный). -Фирмикуты Firmicutes (от лат. firmis – крепкий, cutes – кожа). -Тенерикуты Tenericutes (от лат. Tener – отсутствую) -Мендозикуты Mendosicutes относят необычные микроорганизмы класса Archaebacteria. Категория I – Грамотрицательные (грам -) эубактерии, имеющие клеточные стенки Прокариоты со сложным (грамотрицательного типа) строением клеточных стенок. Стенки состоят из наружной мембраны, тонкого внутреннего слоя пептидогликана и дополнительно различных других компонентов снаружи или между этими двумя слоями. Обычно окрашиваются по Граму отрицательно. Клетки могут быть сферической или овальной формы, в виде прямых или изогнутых палочек, спиралей либо нитей; некоторые из этих форм могут быть окружены чехлом или капсулой. Размножение происходит путем бинарного деления, однако для некоторых групп характерно почкование и у редких организмов (Pleurocapsales) имеет место множественное деление. Миксобактерии могут образовывать плодовые тела и миксоспоры. Возможна подвижность – «плавание», скользящее движение – либо неспособность к движению. В эту категорию входят фототрофы и нефототрофы (как литотрофы, так и гетеротрофы); среди них известны аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы и микроаэрофилы. Некоторые представители – облигатные внутриклеточные паразиты. Класс 1 – Scotobacteria. К классу Scotobacteria (от греч. scotos – темнота), относят грамотрицательные нефотосинтезирующие бактерии. Данный класс подразделяется на 10 групп. Группа 1 – спирохеты. Эти микроорганизмы объединены в порядок Spirochaetales, семейства Spirochaetaceae и Leptospiraceae. Группа 2 – аэробные спиральные и виброидные грамотрицательные бактерии, включает семейство Spirillaceae. Группа 3 – аэробные грамотрицательные палочки и кокки. В группу входят семейства Pseudomonadaceae, Azotobacteriaceae, Rhizobiaceae, Methylococcaceae, Acetobacteriaceae, Neisseriaceae. Группа 4 – факультативно анаэробные грамотрицательные палочки. Эта группа грамотрицательных бактерий включает традиционные семейства Enterobacteriaceae, Vibrionaceae и Pasteurellaceae, а также несколько других родов факультативно анаэробных палочек. Группа 5 – анаэробные грамотрицательные прямые, изогнутые и спиральные палочки. представлены семейством Bacterioides и бактериями, осуществляющими диссимиляционное восстановление сульфата или серы. Группа 6 – грамотрицательные хемолитотрофные бактерии, объединенные в два семейства Nitrobacteriaceae и Siderocapsaceae и 15 родов. Группа 7 – скользящие бактерии. К группе относят два порядка – Myxobacteriales и Cytophagales. К первому порядку относятся миксобактерии, образующие плодовые тела. Ко второму порядку относят скользящих бактерий, не способных к образованию плодовых тел Группа 8 – хламидобактерии. Это бактерии, имеющие чехлы или влагалища. В группу отнесены семь родов. Группа 9 – почкующиеся и/или стебельковые бактерии. Эти бактерии образуют особые выросты – простеки, стебельки, имеют клетки причудливых необычных форм – звездчатая, веретеновидная, яйцевидная и другие. Как правило, имеют некоторые особенности в жизненном цикле. Группа 10 – риккетсии и хламидии. Группа представлена двумя порядками – Rickettsiales и Chlamydiales. Эти порядки объединяют большое количество внутриклеточных паразитов, вызывающих инфекции человека и животных. Класс 2 – Anoxyphotobacteria. Класс представлен аноксигенными фототрофными бактериями, разделенными на два порядка: Rhodospirillales (пурпурные бактерии) и Chlorobiales (зеленые бактерии). Класс 3 – Oxyphotobacteria – организмы, у которых фотосинтез сопровождается выделением молекулярного кислорода. Порядок Cyanobacteriales – широко распространенная и основательно изученная группа сине-зеленых водорослей. Порядок Prochlorales – одноклеточные прокариоты, отличающиеся от цианобактерий набором фотосинтетических пигментов. Категория II – Грамположительные (грам+) эубактерии, имеющие клеточные стенки Прокариоты с клеточными стенками грамположительного типа; окраска по Граму обычно, хотя и не всегда, положительная. Форма клеток может быть сферической, палочковидной или нитевидной; палочки и нити могут быть неветвящимися, но у многих организмов имеется настоящее ветвление. Размножение обычно происходит путем бинарного деления; некоторые представители образуют споры в качестве покоящихся форм (эндоспоры или споры на гифах). В большинстве нефотосинтезирующие организмы; обычно это хемосинтезирующие гетеротрофы, среди которых есть аэробы, анаэробы, факультативные анаэробы и микроаэрофилы. К этой категории относятся простые аспорогенные и спорообразующие бактерии, а также актиномицеты и родственные им организмы. Недавно был выделен род Heliobacterium, представители которого – грамположительные гетеротрофные почвенные аэробы, способные к азотфиксации и фотосинтезу. Класс 1 – Firmibacteria. Группа 1 – грамположительные кокки, объединены в три семейства – Micrococcaceae, Streprococcaceae и Peptococcaceae. Группа 2 – грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры. В группу вошло одно семейство Bacillaceae, состоящее из нескольких родов. Группа 3 – грамположительные палочковидные бактерии, не образующие эндоспор. Представлены одним семейством Lactobacillaceae. Класс 2 – Tallobacteria. Включает актиномицеты и родственные организмы с достаточно разнообразными характеристиками. Группа 1 – коринеформные бактерии. Это широко распространенные бактерии не образующие эндоспор, как подвижные таки неподвижные. Чаще всего хемоорганотрофы. Группа 2 – пропионовые бактерии. Включают семейство Propionibacteriaceae, разделенные на два рода. Группа 3 – актиномицеты. В порядок Actinomycetales входят семейства Actinomycetaceae, Mycobacteriaceae, Frankiaceae, Actinoplanaceae, Nocardiaceae, Streptomycetaceae, Micromonosporaceae и другие. Категория III – Эубактерии, лишенные клеточных стенок Прокариоты, лишенные клеточных стенок (обычно называемые микоплазмами) и не способные к синтезу молекул – предшественников пептидогликанов. Клетки окружены элементарной мембраной (плазматическая мембрана). Клетки в высокой степени плеоморфные и варьируют по размерам от крупных бесформенных везикул до очень мелких (0,2 мкм) фильтрующихся элементов. Обычны нитчатые ветвящиеся формы. Размножение может происходить путем почкования, фрагментации и/или бинарного деления. Обычно это неподвижные организмы, однако для некоторых видов характерна способность к скользящему движению. Покоящиеся формы неизвестны. По Граму окрашиваются отрицательно. Среди микоплазм существуют сапрофитные, паразитические и патогенные формы; последние вызывают болезни животных, растений и культур тканей. Микоплазмы объединяют один класс Mollicutes (от лат. mollis – мягкий, cutes – кожа), один порядок Mycoplasmatales и три семейства – Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae и Spiroplasmataceae. Категория IV – Архебактерии Архебактерии – это преимущественно почвенные или водные микроорганизмы, которые встречаются в анаэробных условиях или в гиперсоленых, либо гидро- и геотермально нагретых средах и, кроме того, как симбионты в пищеварительном тракте животных. В эту группу входят аэробы, анаэробы и факультативные анаэробы, способные расти как хемолитоавтотрофы, гетеротрофы или факультативные гетеротрофы. Архебактерии могут быть мезофилами или термофилами, причем некоторые виды способны расти даже при температуре выше 100 °С. Результаты окрашивания по Граму могут быть положительными или отрицательными внутри одного порядка, поскольку типы клеточных оболочек сильно различаются. Форма клеток может быть разнообразной – сферической, спиральной, пластинчатой или палочковидной. Встречаются также одноклеточные и многоклеточные формы в виде нитей или агрегатов. Диаметр клеток варьирует в пределах 0,1–15 мкм, а длина нитей может достигать 200 мкм. Размножение происходит путем бинарного деления, почкования, перетяжки, фрагментации или неизвестными способами. Группа 1 – метаногены. Получают энергию при окислении водорода с восстановлением углекислоты до метана. Широко распространены в почвах, кишечниках животных. Группа 2 – аэробные сероокисляющие архебактерии, представленные аэробами, термофилами, ацидофилами, хемолитотрофами рода Sulfolobus. Группа 3 – анаэробные серовосстанавливающие архебактерии. Распространены в гидротермальных источниках. Группа 4 – галобактерии. Архебактерии этой группы обладают необычной фотосинтезирующей способностью – фосфорилированием с участием пурпурной мембраны, содержат пигмент бактериородопсин. Группа 5 – термоацидофильные «микоплазмы», представленные одним родом Thermoplasma. ^ Категории бактерий: -Грациликуты Gracilicutes (от лат. cutes – кожа, gracilis – тонкий, стройный). Гр- -Фирмикуты Firmicutes (от лат. firmis – крепкий, cutes – кожа). Гр+ -Тенерикуты Tenericutes (от лат. Tener – отсутствую) без стенки -Мендозикуты Mendosicutes относят необычные микроорганизмы класса Archaebacteria. Несмотря на то, что археи, эукариоты и бактерии возникли от единственного общего предка (первоклетки — т. н. прогенота) и все домены жизни имеют сходное химическое строение (а именно, наличие липидной мембраны, нуклеиновых кислот в качестве молекул, осуществляющих хранение, передачу и реализацию наследственной информации и белков, осуществляющих каталитическую, транспортную и другие функции), химический состав архей всё же имеет характерные особенности, отличающие их как от эукариот, так и от бактерий, а именно: Мембрану, ограничивающую содержимое клетки от окружающей среды, составляют не фосфоглицериды жирных кислот, как у эукариот и бактерий, а многоатомные спирты с цепочками длиной 20—40 атомов углерода; в случае 40-углеродных спиртов мембрана представляет собой не липидный бислой, а монослой Клеточная стенка архей может быть построена как из белков, так и из гликопротеинов, однако в отличие от бактерий, у которых в состав клеточной стенки входит пептидогликан (муреин), у архей не встречается муреин, вместо него клеточную стенку может составлять псевдомуреин — полимер, сходный с муреином по химическому строению, однако не встречающийся в природе больше ни у кого, кроме архей У архей отсутствуют хлорофиллы и бактериохлорофиллы, фотосинтез таким образом у архей бесхлорофилльный, фотосинтетическим пигментом является бактериородопсин— уникальный белок, имеющий сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, однако встречающийся только у галобактерий Для фотосинтеза архей также характерно отсутствие электрон-транспортной цепи, генерирование протонного градиента осуществляется при помощи т. н. бактериородопсиновой протонной помпы; такой способ генерации электрохимического градиента является самым примитивным, также у галобактерий присутствует галородопсиновая помпа, которая под действием света закачивает ионы хлора в клетку, при этом также генерируется электрохимический градиент, который может быть использован для синтеза АТФ Уникальной особенностью некоторых архей является также комплекс ферментов для осуществления метаногенеза; ни эукариоты, ни бактерии не способны продуцировать метан Так как многие археи являются экстремофилами, некоторые археи имеют термостабильные белки, более устойчивые к действию высокой температуры, а также особое строение мембраны (у экстремальных термофилов), также есть характерные адаптации для экстремальной галофилии и ацидофилии. Bacteria (Bacterlobionta, Подцарство Настоящие бактерии) Мембраны двуслойные, липопротеидные. Липиды представлены триглицеридами. Чувствительны к антибиотикам, но нечувствительны к токсину дифтерии. К эубактериям относятся подцарства синезеленых, грам- положительных и грам-отрицательных бактерий. Древнейшие эубактерии имеют возраст не менее 3,5 млр.лет. Подцарство настоящие бактерии - Bacteria, или Bacterlobionta - это различные группы анаэробных гетеротрофных , реже автотрофных прокариот, способных к анаэробному фотосинтезу. Известно около 3000 видов бактерий. Часть бактерий способна прямо утилизировать солнечную энергию ( автотрофы ), другие ( гетеротрофы ) получают энергию, используя органические вещества. Среди автротрофных бактерий есть фотосинтезирующие и хемосинтезирующие . Солнечную энергию способны использовать и аккумулировать зеленые и пурпурные бактерии. У зеленых бактерий окраска определяется особым веществом - бактериохлорофиллом, а не хлорофиллом а, как у синезеленых. Нет синего и бурого пигментов. При фотосинтезе не выделяется кислород. Хемосинтез, т.е. использование энергии окислительных процессов неорганических веществ, распространен лишь среди некоторых бактерий. Хемосинтез был открыт микробиологом С.Н. Виноградским (1856-1953). Серобактерии способны окислять сероводород до серы. Нитрифицирующие бактерии превращают аммиак в азот и азотную кислоту. Преобладание азота в современной атмосфере - следствие деятельности нитрифицирующих бактерий. Железобактерии превращают закисное железо в окисное. Среди гетеротрофных бактерий одна часть использует энергию процессов брожения. Конечным продуктом процесса брожения являются органические кислоты. Наиболее известны молочнокислые, маслянокислые и уксуснокислые бактерии. Другая часть гетеротрофных бактерий - гнилостные бактерии - используют энергию, высвобождающуюся при расщеплении белков. Конечный продукт распада при таких гнилостных процессах - азотные соединения, в последующем окислении которых принимают участие нитрифицирующие бактерии. |
плохо
1
отлично
1
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям