Общая микробиология. Морфология и классификация микробов
8 разделов
01Определение и предмет микробиологии
Микробиология — наука, изучающая микроорганизмы: их морфологию, физиологию, генетику, экологию и взаимоотношения с другими формами жизни.
Микроорганизмы — живые существа, невидимые невооружённым глазом, относящиеся к четырём царствам:
| Царство | Наука | Примеры |
|---|---|---|
| Бактерии | Бактериология | Escherichia coli, Staphylococcus aureus |
| Грибы | Микология | Candida albicans, Aspergillus |
| Простейшие | Протозоология | Plasmodium, Entamoeba |
| Вирусы | Вирусология | ВИЧ, вирус гриппа |
Общая микробиология изучает фундаментальные закономерности строения и жизнедеятельности микробов. Медицинская микробиология — патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, методы диагностики, профилактики и лечения инфекций.
02Классификация и таксономия микроорганизмов
Таксономия — наука о классификации, идентификации и номенклатуре организмов.
Бинарная номенклатура (К. Линней): название состоит из двух слов — род (с заглавной буквы) и вид (со строчной). Например: Staphylococcus aureus.
Основные таксономические ранги (от высшего к низшему): Домен → Царство → Тип → Класс → Порядок → Семейство → Род → Вид.
Вид у бактерий — совокупность штаммов, имеющих сходные морфологические, биохимические и генетические признаки. Типовой штамм — эталонный образец вида, используемый для идентификации.
Классификация по Берджи — практическая система, основанная на фенотипических признаках: морфологии, тинкториальных свойствах, биохимической активности, потребностях в питательных веществах.
03Морфология бактерий
Бактерии — прокариоты: не имеют оформленного ядра, митохондрий, аппарата Гольджи.
Основные формы
| Форма | Название | Примеры |
|---|---|---|
| Шаровидные | Кокки | Streptococcus, Staphylococcus |
| Палочковидные | Бациллы | Escherichia, Bacillus |
| Извитые | Спириллы, спирохеты | Treponema, Borrelia |
| Ветвящиеся | Актиномицеты | Actinomyces |
Расположение кокков
Микрококки — одиночные
Диплококки — парами (Neisseria)
Стрептококки — цепочкой
Стафилококки — гроздьями
Тетракокки — по четыре
Строение бактериальной клетки
Обязательные структуры: цитоплазматическая мембрана, цитоплазма, нуклеоид (ДНК), рибосомы.
Дополнительные (не у всех): клеточная стенка, капсула, жгутики, пили (фимбрии), споры.
04Тинкториальные свойства и окраска по Граму
Тинкториальные свойства — способность микроорганизмов воспринимать красители.
Окраска по Граму — ключевой метод дифференциации бактерий, основанный на строении клеточной стенки.
Механизм
Кристаллический фиолетовый — окрашивает все клетки.
Йод — образует комплекс с красителем.
Спирт — обесцвечивает грамотрицательные (толстый слой липидов в стенке растворяется).
Сафранин — докрашивает грамотрицательные в красный цвет.
Результат:
Грамположительные — фиолетовые (толстый пептидогликан, нет наружной мембраны).
Грамотрицательные — красные (тонкий пептидогликан, есть наружная мембрана с липополисахаридом).
Другие методы
Окраска по Цилю–Нильсену — выявление кислотоустойчивых бактерий (Mycobacterium).
Окраска по Нейссеру — выявление зёрен волютина (Corynebacterium).
Окраска по Бурри–Гинсу — выявление капсул.
05На экзамене
Ключевая диагностическая связка: окраска по Граму определяется строением клеточной стенки. Грамположительные бактерии имеют толстый слой пептидогликана и лишены наружной мембраны, поэтому удерживают кристаллический фиолетовый и остаются фиолетовыми. Грамотрицательные имеют тонкий пептидогликан и наружную мембрану с липополисахаридом, обесцвечиваются спиртом и докрашиваются сафранином в красный цвет.
На экзамене часто просят назвать примеры грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов:
Грамположительные: Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus, Clostridium.
Грамотрицательные: Escherichia, Salmonella, Neisseria, Pseudomonas.
06Частая ошибка
Студенты часто путают спорообразование и капсулообразование с обязательными структурами бактериальной клетки. На самом деле это дополнительные структуры, которые есть не у всех видов.
Кроме того, споры бактерий — это не способ размножения, а форма выживания в неблагоприятных условиях. Размножаются бактерии бинарным делением.
Ещё одна типичная путаница: считают, что все палочки — это бациллы. Термин «бациллы» применяют к палочковидным бактериям, образующим эндоспоры (Bacillus anthracis, Bacillus cereus). Обычные палочки без спор называют бактериями.
07Прокариоты и эукариоты: ключевые отличия
| Признак | Прокариоты (бактерии) | Эукариоты (грибы, простейшие) |
|---|---|---|
| Ядро | Нет (нуклеоид) | Есть |
| ДНК | Кольцевая, не связана с белками | Линейная, связана с гистонами |
| Рибосомы | 70S | 80S |
| Мембранные органеллы | Нет | Есть |
| Клеточная стенка | Пептидогликан | Хитин (грибы), целлюлоза (растения) |
| Размножение | Бинарное деление | Митоз, мейоз |
Вирусы не являются клетками: они не имеют собственного обмена веществ и размножаются только внутри клетки-хозяина.
08Методы изучения морфологии
Микроскопия
Световая — окрашенные препараты, увеличение до 1000×.
Фазово-контрастная — живые неокрашенные клетки.
Люминесцентная — объекты, обработанные флуорохромами.
Электронная — ультраструктура (трансмиссионная — внутреннее строение, сканирующая — поверхность).
Окраска
Мазок фиксируют, окрашивают, промывают и высушивают. Простые методы (один краситель — метиленовый синий, фуксин) и сложные (несколько красителей — по Граму, Цилю–Нильсену).
Идентификация
Идентификация микроорганизмов основана на комплексе признаков: морфология, тинкториальные свойства, культуральные особенности, биохимическая активность, антигенная структура.