2 organisme procariote. Bacterii.
Bacteriile - minuscule organisme procariote, cu o structură celulară. Datorită dimensiunii microscopică a celulelor de la 0,1 la 1030 microni bacterii au fost numite microbi sau microorganisme.
Bacteriile trăiesc în sol, apă, aer, zăpadă, regiunile polare și izvoare termale, ale corpului animalelor și a plantelor și în interiorul corpului. Mai ales mulți dintre ei în sol - .. De la 200-500 milioane la 2 miliarde de sau mai multe persoane într-un 1 g, în funcție de tipul de sol.
Fig. 6. Bacterii: 1, 2 - bacili; 3 - spirochete; 4 - coci; 5 - spirilla; 6 - Vibrio; 7 - streptococi și diplococci; 8 - sartsiny; 9 - 10 si filiform - flagelate formă
Forma și asociere de celule caracteristici sunt mai multe grupuri morfologice de bacterii: sferice (coci), tijă dreaptă (bacillus), curbat (Vibrio) elicoidală curbat (spirillae) și alte coci, cuplate în perechi, sunt numite diplococci conectate într-un lanț - streptococi. sub forma de ciorchini -. Staphylococcus și alții formă filamentoasă mai puțin frecvente (Figura 6).
Procariotele diferă foarte mult în proprietățile lor fiziologice și cad foarte repede. Astfel, timp de 10-11 ore descendenții unei singure celule în condiții favorabile poate ajunge la 4 miliarde. Indivizii. Procariotele sunt ușor de adaptat la mediu, acestea sunt mutații spontane frecvente și diversității biochimice neobișnuite contribuie la difuzarea lor pe scară largă pe Pământ.
Membrana plasmatică (tsitolemmy) procariotele realizează toate caracteristicile caracteristice: transportul,, divizarea, recepția, percepția semnalelor externe (pentru celulele) mediul, participarea la procesele imune, conducând la proprietăți de protecție de suprafață celulară. In plus, membranele plasmatice au efectuat o serie de funcții importante: acestea sunt enzime localizate și lanțul de transport al electronilor de fosforilare oxidativă, sinteza componentelor peretelui celular și capsule de excreție a enzimelor extracelulare. În organismele fotosintetice, fotosinteză este de asemenea realizată pe membrană; pe partea interioară a situsurilor de legare de ADN cu membrană poziționate, fiecare dintre moleculele fiice după replicarea ADN-ului, este atașat la unul dintre site-urile, având ca rezultat creșterea membranei unei molecule de ADN diferite, atunci se formează o punte, care separă celula în două (Fig. 7).
Figura 7. Structura celulei bacteriene: 1 - flagellum; 2 - capsule; 3 - membrană; 4 - băut; 5 - mesosoma; 6 - ADN circular; 7 - citoplasmă; 8 - nutrienți de schimb; 9 - ribozomului; 10 - perete celular
Totalul procariotele membranare principiu dispozitiv nu este diferit de eucariotelor, dar compoziția chimică, există diferențe (nici molecule de colesterol si alte lipide inerente membranelor eucariote). Unele microorganisme invaginates membranei plasmatice în celulă, formând o stivă de pungi plate conectate cu tsitolemmy. In unele bacterii cianobacterii și violet are o mulțime de membrană tilacoidă, membrana-legat și să efectueze fotosinteză. Tilacoid sunt, de asemenea, derivați de tsitolemmy care sunt formate ca rezultat al invaginations sale. Unele procariote conțin vacuole de gaz (aerosomy). Toate structurile de celule procariote cu membrana sunt continue.
peretelui celular procariotă multe funcții, în primul rând modelarea și protecția împotriva șocului osmotic. Diferitele celule peretelui celular este de la 5 la 50% în greutate de celule uscate.
În conformitate cu culoarea, bacteriile sunt împărțite în două grupe -grampolozhitelnye și gram, datorită caracteristicilor structurale ale pereților celulelor lor. Celulele Gram-pozitive tsitolemmy înconjurat de o grosime (20-80 nm) a peretelui celular, murein constând din peptidoglican, acid teicoic și polizaharide; în Gram - subțire (2-3 nm) strat de peptidoglican, acoperite cu membrana plasmatică exterioară. În cazul în care celulele tratate cu lisozimă sau penicilina, peretele celular este distrus. cell-Gram pozitive este transformat într-un protoplast, care este foarte susceptibilă la șoc osmotic; Gram - în sferoplaștii acoperite cu două membrane și, prin urmare, mai puțin sensibile la șoc osmotic.
Capsulele, mucus, vaginale. Multe bacterii (de exemplu, pneumococ, Klebsiella, și unele clostridii al.) Și niște alge albastre-verzi exterioare din peretele celular au un strat de puternic conținut de apă de formare a capsulei materialului.
Capsulele sunt asociate cu peretele celular, au o grosime de până la 10 microni. Capsule oferă o rezistență bacteriană la o serie de influente, cum ar fi fagocitoza (creșterea virulenței bacteriilor) atașate bacterii specificitate (poate fi antigene), împiedică celula de uscare, leziunile mecanice, de acțiunea virusurilor, servi ca sursă de nutrienți de rezervă, și de asemenea, să comunice între celule și de a promova atașamentul față de orice suprafețe.
procariote mobilitate. Procariotele posedă flageli, aranjament care poate fi unipolar, bipolar și peritrichous. Prin numărul de flagelilor distinge monotrihi (un fir) și politrihi (pachet fire). Viteza de circulație a procariotelor este foarte mare - 1.6-12 mm / min. Structura flagelului este complexă și destul de diferit de structura cililor și eucariote flageli. procariotele motilitate comite direcția de mișcare de-a lungul gradientului de concentrație a unor substanțe - atractanți sau împotriva gradientul concentrației altor substanțe - insectifug. Acest comportament se numește chemotaxia. Atunci când se deplasează flageli invers acelor de ceasornic mută cușcă într-o singură direcție, mișcarea celulei în sens orar flageli rostogoliri. Sub influența atractanți de celule mai simplu mod de a face, sub influența repelente de celule de multe ori rostogoliri și eliminate. În plus față de chemotaxia, există și alte tipuri de taxiuri. bacterii Aerotaksis -aerobnye graba la aer, și anaerobe, dimpotrivă, se acumulează în centrul de cultură. Phototaxis - bacterii purpurii sunt mutate în zona cu cea mai mare luminozitate „este asociat cu nevoia de bacterii fototrofice la energie cuante de lumină. Magnetotaxis - bacterii de fier se deplasează într-un câmp magnetic în direcția liniilor.
Fimbriat. Pili sau băutură, - un diametru al filamentului tubular la 0,0015 microni, și o lungime de 0,3-5 mm format proteină polinom. Acestea sunt situate la periferia celulelor într-o cantitate de 100-250. Fimbrii implicate în procesele de atașare a bacteriilor la celulele de mamifere (de exemplu, mucoasa intestinală). Unele bacterii au specializat fimbrii, în particular F-pili de la E. coli implicate în procesul de conjugare și capabil de a servi ca un atașament corp de bacteriofagi.
Alte organite procariote. O caracteristică importantă a procariotelor sunt mici cantități de organite membranoase și având o pluralitate de ribozomi (de la 5 000 50 000 per celulă).
Substanțe de schimb. intracelulară Celulele procariote pot fi întârziate polizaharide, lipide, polifosfați. Fiecare specie de procariote acumulează un tip de substanțe de stocare.
Formele de odihnă. În condiții nefavorabile de mediu, multe procariotele formează forme de odihnă adecvate păstrării viabilității pentru o lungă perioadă de timp. Astfel de forme includ sporilor heterocysts și colab. Mature rezistente la condițiile de mediu nefavorabile, inclusiv căldură, radiații, razele ultraviolete, agenți chimici endo- și exospores, chisturi, Bacteroides,. Sporii pot persista pentru un timp foarte lung (aproximativ 1000 de ani), în condiții normale. Cu toate acestea, la o temperatură de 100 ° C, 90% spori de bacterii ucise după 11 minute; 99% sporii actinomicete sunt ucise la 75 ° C timp de 70 minute, iar acestea sunt reținute la uscare până la 15 ani. Îmbunătățind în același timp spori condițiile de mediu germina. Germinarea are loc în trei etape: activarea, inițierea și germinare corespunzătoare. Atunci când spori germinare pierde stabilitatea la factorii externi.
bacterii de putere. Prin tip de bacterii alimentare sunt împărțite în două grupe: a Autotrofic și heterotrofe. bacteriile autotrofe sintetizeze substanțe organice din anorganice. In oricare autotrophs care energia este utilizată pentru sinteza substanțelor organice distinge foto- (verde și bacterii sulf violet) și bacteriile chimiosintetice (nitrificator, bacterii fier, bacterii sulf incolore și colab.). bacteriile heterotrofe se hrănesc cu substanțe organice resturi moarte gata (saprotrophs) sau plante vii, animale și oameni (simbionți).
Prin saprotrophs includ bacterii de putrefacție și de fermentare. Primii compuși macerate conțin azot, acesta din urmă - un conținut de carbon. În ambele cazuri, energia este eliberată, necesară pentru traiul lor.
Reproducerea. Bacteriile se multiplica prin simple celule de fisiune binare. Acest lucru este precedat de (replicare) molecula de ADN auto dublare. Budding apare ca o excepție.
În unele bacterii găsite forme simplificate ale procesului sexual. De exemplu, E. coli proces se aseamănă cu conjugare sexuală la care transferul unei părți a materialului genetic de la o celulă la alta cu contactul lor direct. După aceea, celulele sunt separate. Numărul de persoane ca urmare a procesului sexual rămâne aceeași, dar schimbul de material ereditar, m. E. Efectuat recombinare genetică.
Sporulare specific doar la un mic grup de bacterii, care sunt cunoscute a avea două tipuri de argumente: endogene, produse în interiorul celulei și microcysts produse din celule întregi. In formarea sporilor (microcysts) în celula bacteriană scade cantitatea de apă liberă este redusă activitate enzimatică, protoplast comprimat și acoperite cu un strat foarte gros. În ciuda distrugerea constantă a bacteriilor (mănâncă simplu lor, efectul temperaturilor ridicate și scăzute și de alți factori adverse), aceste organisme primitive au supraviețuit din cele mai vechi timpuri datorită capacității sale de a reproduce rapid (celula se poate divide la fiecare 20-30 min), formarea de spori sunt extrem de rezistente la factorii de mediu, precum și diseminarea pe scară largă a acestora.
metabolismul energetic. In microorganisme, cum ar fi eukari-off, există două tipuri de respirație: aerobe și anaerobe. Există mai multe grupuri de microorganisme.
Strict (obligã) aerobi cresc doar în prezența aerului, au un set de enzime pentru respirație aerobă, produc oxidarea completă a carbohidraților la H20 și C02.
anaerobi stricte se poate dezvolta numai în absența oxigenului, anaerob respirație au.
anaerobi facultativi sunt în măsură să se dezvolte ca anoxic sau oxigen în mediu. Procesul de respirație au veniturilor în două etape - prima faza de creștere anaerobă, iar apoi consumul de oxigen și defalcare mai profundă a carbohidraților. Ei au ambele seturi de enzime.
Microaerophiles dezvolta la concentrații scăzute de oxigen - până la 1%. Acestea includ spirochete, actinomicete.
germenii Aerotolerant pot crește la concentrații scăzute de oxigen - până la 10%. Un exemplu este Clostridium.
microbii Kapnicheskie necesită un conținut ridicat de dioxid de carbon (de exemplu, Brucella abortus).
metabolismul energetic în procariote include practic aceiași pași ca și în eucariotelor.
procariotele Aparate genetice. Una dintre diferentele este lipsa de procariote au emis nucleul. În schimb, are nucleoid. Dimensiunea genomului in bacterii este de la 0,8h106 la 8h106 bp. In cromozomi aditie, plasmidele din bacteriile sunt -superspiralizovannye molecula de ADN dvuhnitchatoy, o structură circulară închisă covalent. Celulele bacteriene pot conține mai multe plasmide. Plasmidele pot replica independent de cromozom. Plasmidele pot fi în celula bacteriană în două stări - off (în citoplasmă) și integrate (structura embedded a cromozomului bacterian și replicat împreună cu ea). Plasmidele pot fi transferate de la o celulă la alta. ele controlează adesea bacterii proprietăți specifice. Plasmidele includ, de asemenea prophage - stadiul de existență a bacteriofagilor temperate. Deoarece plasmidele leagă număr de patogenitate de bacterii și tulpinile lor individuale.
Borrelia. Bacteriile sunt ordine Spirochaetales, familia Spirochaetaceae, Borrelia genul. Numele său generic au primit în onoarea A.Borrel microbiolog francez, care a studiat la începutul secolului al XX-lea, acest tip de spirochete. Toate speciile cunoscute ale Borrelia genului sunt morfológicamente foarte asemănătoare. Acest spirochete Gram-negativ, relativ ușor colorate cu coloranți de anilină, care le distinge de alte genuri de spirochete. O altă trăsătură distinctivă a Borrelia este absenta mitocondrie si membrana ondulatorie. Celulele microbiene Lungime - de la 10 până la 30 microni, dimensiunea transversală a 0,20-0,25 microni. Forma sunt ondulate, stânga dextrorotatory sau spirala.
În prezent, diferențele în secvențele de nucleotide ale ADN-ului se disting mai mult de 10 (13) din genospecies Borrelia aparținând complexului B.burgdorferi sensu lato, reprezentanții care sunt distribuite inegal pe suprafața lumii nosologică a infecției. Nu toate complexul Borrelia sunt patogene pentru om. genospecies patogene 3 au demonstrat: B.burgdorferi sensu stricto, B.garinii și B.afzelii. Toate aceste genospecies au răspândit pe teritoriul România (în principal B.garinii și B.afzelii).
Borrelia in vitro cultivate numai într-un mediu îmbogățit cu aminoacizi, vitamine, albumina bovină și plasmă de iepure și alte substanțe (modificate mediu BSK-II). Temperatura optimă de cultivare este 30-34oS. Borrelia sunt relativ instabile și perioada prelungită de creștere pe medii nutritive, în condiții anaerobe, care este de obicei 7-20 ore. La atingerea numărului de celule microbiene 106 - 108 ml posibile pentru a efectua mai multe teste de laborator. Borrelia cultivate în mediu de cultură sunt bine conservate la temperaturi scăzute (-70 ° -90 ° C) până la câțiva ani, fără a-și pierde proprietățile sale biologice. Formalina, fenol, alcool etilic sau alte dezinfectante și radiațiile ultraviolete au un efect de inactivare asupra Borrelia.
Lipsa genelor Borrelia codifică sinteza aminoacizilor și acizi grași, co-factori, nucleotide și explică cerințele ridicate pentru condițiile lor de cultură folosind suplimente de ser. Mai mult, deoarece Borrelia anaerobi chemoorganotrophic, ei trebuie să primească energia pentru sinteza ATP prin fosforilare de substrat, care este prezent numai în citoplasmă altor celule, ca Borrelia nu au gene care codifică fosforilare a lanțului respirator. Borrelia este, de asemenea, lipsa de alte enzime necesare pentru ciclul acidului citric și fosforilarea. Astfel, capacitatea lor de componente ale metabolismului proprii sunt atât de limitate încât existența acestuia trebuie să aibă un organism gazdă (și cu o persistență intracelulară predominantă), care asigură disponibilitatea substanțelor nutritive gata făcute.
Borrelia au un cromozom liniar și, în plus, înainte de inel 20 și liniare Plasmidele cunoscute încă -mikrohromosomy intitulată.
Extracromozomial (plasmida) fenomenul genei de codificare nu este o proprietate exclusivă a Borrelia, cum există în unele alți reprezentanți ai procariote. Cu toate acestea, faptul că Borrelia poate fi destul de un număr mare de plasmide liniare și circulare le diferențiază de alte microorganisme. Borrelia caracteristică suplimentară este aceea că plasmidele găsit predominant izolarea primară a tulpinilor în cultură, subculturi ulterioare duce la o scădere a numărului acestora și chiar eliminarea completă, în acest sens, și modifică profilul patogen antigenic, având ca rezultat o pierdere completă a invazivitate.
Proteina (antigen), spectrul Borrelia este variabilă și destul de diferit, nu numai în diferite genospecies Borrelia, ci și printre izolatele de aceeași genospecies.
grupa antigen Borrelia sunt: suprafață (OspA, OspB, OspD, OspE și OSPF), flagellar și citoplasmatic. antigenii de suprafață sunt caracterizate prin variabilitate. Cele mai multe dintre heterogenitate găsit în B.garinii (pentru OspC - 13 variante de OspA - 7) și B.afzelii (pentru OspC - 8, pentru OspA - 2). Tulpinile B.burgdorferi S.S. Ele diferă constanță relativă a spectrului de proteine de suprafata. Proteinele care sunt pe învelișul exterior, definește speciile care aparțin agentului patogen și sunt principalele imunogeni. Mulți dintre factorii determinanți antigenici ai carcasei exterioare sunt similare cu cele ale altor specii de Borrelia și chiar unele bacterii. Aceasta explică posibilitatea de trecere în reacțiile imunologice.
În prezent, sunt instalate și au fost bine studiate și alte antigene ale membranei Borrelia: p83 / 100, Oms66 (P66), BmpA (p39), HSP60 (p60), p18, OspD, OspE, OSPF.
Informatiile genetice cele mai multe dintre ele situate în plasmide, cu toate acestea, pierderea plasmide separate, cum ar fi Borrelia persistența prelungită în organism, implică în mod necesar o modificare a antigenelor de structură și de suprafață, și, astfel, un răspuns imun.