Положення мікроорганізмів у системі живих істот. Систематика бактерій. Коротка характеристика основних категорій та груп бактерій. Лекція 3
Ідентифікація бактерій
Для того, щоб остаточно ідентифікувати мікроорганізми необхідно послідовно вирішити кілька основних проблем: Знати схеми ідентифікації. Встановити до якої групи мікроорганізмів належить ізолят. До якої категорії належать виділені бактерії: l l - грамнегативні еубактерії, що мають клітинну стінку; - грампозитивні еубактерії, що мають клітинну стінку; - еубактерії, позбавлені клітинної стінки; - архебактерії. До якої групи належать виділені бактерії ? До якого роду належать виділені бактерії? До якого виду належать виділені бактерії?
Для ідентифікації бактерій і встановлення їх спорідненості використовують набори ознак, які прийнято поділяти на: культуральні: особливості росту бактерій на щільних (форма, характер будови колоній, їх колір та консистенція) та рідких (осад, плівка, помутніння) живильних середовищах; морфологічні: форма, розміри та угрупування бактерій, тип джгутикування або наявність інших способів пересування бактерій, наявність пілей, капсул, піхв, чохлів, ендоспор, фарбування за Грамом (характеризує будову клітинної стінки);
Для ідентифікації бактерій і встановлення їх спорідненості використовують набори ознак, які прийнято поділяти на: фізіологічні: відношення бактерій до кисню, способи одержання енергії (аеробне дихання, бродіння, анаеробне дихання, фотосинтез), залежність росту бактерій від температури і р. Н середовища, використання клітинами джерел вуглецевого і азотного живлення, потреба у факторах росту; біохімічні та молекулярно-біологічні: хімічний склад клітинної стінки, капсул, пігментів, запасних речовин, нагромадження продуктів метаболізму, наявність антигенів, відсотковий вміст гуаніну і цитозину у молекулі ДНК, гібридизація ДНК/ДНК, чутливість до антибіотиків.
Характеристика основних категорій та груп бактерій
Систематика – теорія різноманіття мікроорганізмів, що вивчає взаємовідносини групами окремими між (таксонами). Класифікація – розподіл багатьох мікроорганізмів на певні групи (таксони), Таксономія– найменуваннягруп мікроорганізмів (таксонів), а також встановлення їх меж та взаємовідносин, Таксон – група мікроорганізмів, що мають певний ступінь однорідності.
Основною таксономічною категорією у мікробіології є вид Вид – це група близьких між собою мікроорганізмів, що мають спільний корінь походження і на даному етапі еволюції характеризуються певними морфологічними, біохімічними, фізіологічними молекулярнобіологічними ознаками, відособленим від інших видів відбором і пристосованих до певного середовища існування.
У систематиці мікроорганізмів використовують таксони більш дрібні, ніж вид: підвид – subspecies; різновид – varietas, наприклад, біовар, серовар, фаговар; У мікробіології вагомими також є такі поняття, як: культура – сукупність бактерій одного виду чи варіанту (чиста) або різних видів (змішана), що перебуває у фазі росту або покою у певному об’ємі щільного, напіврідкого або рідкого середовища; клон – чиста культура бактерій, яку одержано з однієї клітини; штам – культури одного виду, виділені з різних джерел або з одного джерела, але в різний час; ізолят – чиста культура міроорганізмів, у тому числі й вірусів, ізольована з будь-якого конкретного джерела, зокрема організму людини.
Основні ознаки бактерій.
У 9 -му виданні визначника бактерій Берджі царство прокаріот розділене на чотири основні категорії: Грамнегативні еубактерії, що мають клітинну стінку (раніше - відділ Gracillicutes); Грампозитивні еубактерії, що мають клітинну стінку (раніше - відділ Fimicutes); Еубактерії, позбавлені клітинної стінки (раніше - відділ Tenericutes); Архебактерії (раніше - відділ Mendosicutes).
Основні ознаки бактерій Розповсюджені повсюдно переважно одноклітинні, але також нитчасті, міцеліальні та колоніальні організми. Поодинокі клітини або прості асоціації подібних клітин, що мають розміри 0, 2 – 10, 0 мкм у найменшому вимірі. Здатні утворювати групи, які характеризуються клітинним, проте не організменними властивостями. Нуклеоплазма (генофор) ніколи не буває відділена від цитоплазми елементарною мембраною (відсутня ядерна мембрана). Клітинний поділ не супроводжується циклічними змінами у консистенції або здатності до зафарбування ні нуклеоплазми, ні цитоплазми. Під час клітинного поділу не утворюється система мікротрубочок веретена. Процеси перенесення і рекомбінації генів cпостерігаються, однак ніколи не відбувається гаметогенез і формування зигот.
Основні ознаки бактерій Плазматична мембрана часто відрізняється складною топологією й утворює внутрішні везикулярні, ламелярні або трубчасті інвагінації у цитоплазму. Вакуолі та цитоплазматичні органели, здатні до репродукції, не зв’язані з плазматичною мембраною (везикули у деяких видів, газові вакуолі) зустрічаються рідко і оточені неелементарними мембранами. Процеси дихання і фотосинтезу у тих представників, які мають згадані фізіологічні функції, зв’язані з системою цитоплазматичної мембрани, але у ціанобактерій можлива незалежність плазматичної і тилакоїдної мембран. Рибосоми 70 S–типу (за виключенням єдиної групи – архебактерій, у яких ця величина трохи більша) розташовані безпосередньо у цитоплазмі. Ендоплазматичний ретикулюм із прикріпленими до нього рибосомами відсутній.
Основні ознаки бактерій Цитоплазма нерухома: потоку цитоплазми, псевдоподіальних рухів, ендоцитозу і екзоцитозу немає. Поживні речовини поглинаються у молекулярній формі. У більшості представників клітина оточена ригідною клітинною стінкою, не універсальною за своїм складом і будовою. Клітини можуть бути нерухомими чи мати здатність до плавання (забезпечується джгутиками бактеріального типу) або до ковзного руху по поверхні.
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Цитологічні властивості Нуклеоплазма (генофор, нуклеоїд) відділена від цитоплазми елементарною мембраною (ядерна мембрана) Величина клітини у найменшому вимірі (ширина або діаметр) звичайно 0, 2 - 2, 0 мкм звичайно > 2, 0 мкм Мітохондрії - + + - +
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Цитологічні властивості Хлоропласти (у фітотрофів) - + Вакуолі (якщо присутні), оточені елементарними мембранами - + Газові вакуолі D - Апарат Гольджі - D Лізосоми - D Система мікротрубочок - D Ендоплазматичний ретикулюм - +
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Цитологічні властивості Локалізація рибосом - розсіяні у цитоплазмі - прикріплені до ендоплазматичного ретикулюму + - + Рух цитоплазми, псевдоподіальний рух, ендоцитоз, екзоцитоз - D Поділ клітин супроводжується циклічними змінами консистенції або властивостей забарвлення барвниками нуклеоплазми чи цитоплазми - +
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Цитологічні властивості Джгутики (якщо присутні): діаметр - 0, 01 - 0, 02 мкм - приблизно 0, 2 мкм у поперечному розрізі мають характерне розміщення мікротрубочок "9+2" Ендоспори + - + D -
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Особливості розмноження Поділ клітин шляхом мітозу без утворення системи веретена + - Поділ клітин шляхом мітозу; система мікротрубочок (веретено) присутня - + Мейоз - D Механізми переносу і рекомбінації генів (якщо мають місце) пов язані з гаметогенезом і утворенням зигот - +
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Прокаріоти Еукаріоти Полі- -гідроксибутират (як запасна речовина у вигляді цитоплазмих включень) D - Тейхоєві кислоти (у складі клітинних стінок) D - Поліненасичені жирні кислоти (у складі мембран) рідко звичайно Розгалужені жирні кислоти ізо- або антезіобудови та циклопропанові жирні кислоти (у складі мембран) звичайно рідко Ознака Хімічні ознаки
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот і еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Прокаріоти Еукаріоти Стероли (у складі мембран) -* звичайно Діамінопімелінова кислота (у складі клітинних стінок) D - Мурамова кислота (у складі клітинних стінок) D - Пептидоглікан (який містить мурамову кислоту) у складі клітинних стінок D - Ознака Хімічні ознаки
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот та еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Молекулярно-біологічні властивості Число хромосом в одному нуклеотиді або звичайно 1 звичайно ядрі >1 Хромосоми кільцеві + - Хромосоми лінійні -* + + - -* + Константа седиментації рибосом: 70 S 80 S
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот та еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Молекулярно-біологічні властивості Константи седиментації рибосомальних РНК: 16 S, 23 S, 5 S 18 S, 28 S, 5, 85 S, 5 S + - + Амінокислота, з якої починається поліпептидний ланцюг під час синтезу білка: метіонін N-формілметіонін D D + -
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот та еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти Молекулярно-біологічні властивості Сайт зв язування м. РНК з AUCACCUCC на 3/-кінці 16 S- або 18 S-р. РНК + - -* + + -* Особливості ферментів Тип супероксиддисмутази: Cu-Zn-тип Mn- і/або Fe-тип
Деякі ознаки для диференціювання прокаріот та еукаріот за "Bergey's Manual of Determinative Bacteriology", 1994 р. Ознака Прокаріоти Еукаріоти + D Живлення Клітини поглинають поживні речовини у вигляді розчинних дрібних молекул; частинки або великі молекули, які, для того щоб виступати джерелом поживних речовин, повинні спочатку бути гідролізовані до дрібних молекул під дією ферментів, локалізованих зовні цитоплазматичної мембрани
Характеристика основних категорій бактерій
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 1. СПІРОХЕТИ Роди: BORRELIA, LEPTOSPIRA, SPIROCHAETA, TREPONEMA Borrelia burgdorferi Leptospira interrogans
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 2. АЕРОБНІ (МІКРОАЕРОФІЛЬНІ, РУХОМІ, СПІРАЛЕПОДІБНІ) ВІБРОІДНІ ГРАМНЕГАТИВНІ БАКТЕРІЇ Роди: AZOSPIRILLUM, BDELLOVIBRIO, CAMPYLOBACTER, HELICOBACTER, SPIRILLUM Група 3. НЕРУХОМІ АБО, РІДКО, РУХОМІ ГРАМНЕГАТИВНІ ЗІГНУТІ БАКТЕРІЇ Роди: ANCYLOBACTER, CYCLOBACTERIU, RUNELLA Bdellovibrio bacteriovorus Campylobacter coli Helicobacter pylori
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ Група 4. ГРАМНЕГАТИВНІ, АЕРОБНІ/МІКРОАЕРОФІЛЬНІ ПАЛИЧКИ КЛІТИННУ СТІНКУ І КОКИ Підгрупа А – АЕРОБИ Роди : AGROBACTERIUM, AZOMONAS, AZOTOBACTER, BORDETELLA, BRUCELLA, FRANCISELLA, LEGIONELLA, METHYLOCOCCUS, NEISSERIA, PSEUDOMONAS, XANTHOMONAS, RHIZOBIUM Підгрупа В – МІКРОАЕРОФІЛИ Роди : BACTEROIDES Legionella pneumophila Bordetella holmesii Pseudomonas aeruginosa Bacteroides fragilis
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 5. ФАКУЛЬТАТИВНО АНАЕРОБНІ ГРАМНЕГАТИВНІ ПАЛИЧКИ Підгрупа 1 – родина ENTEROBACTERIACEAE Роди : ESCHERICHIA, ERWINIA, ENTEROBACTER, KLEBSIELLA, PROTEUS, SALMONELLA, SERRATIA, SHIGELLA, YERSINIA Escherichia coli Erwinia caratovora Salmonella sp.
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 5. ФАКУЛЬТАТИВНО АНАЕРОБНІ ГРАМНЕГАТИВНІ ПАЛИЧКИ Підгрупа 2 – родина VIBRIONACEAE Роди : VIBRIO Підгрупа 3 – родина PASTEURELLACEAE Роди : HAEMOPHILUS Підрупа 4 – Роди : GARDNERELLA, ZYMOMONAS Vibrio cholerae Haemophilus influenzae Gardnerella vaginalis
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 6. ГРАМНЕГАТИВНІ, АНАЕРОБНІ, ПРЯМІ, ЗІГНУТІ І СПІРАЛЕВИДНІ БАКТЕРІЇ Роди : BACTEROIDES Група 7. БАКТЕРІЇ, ЯКІ ЗДІЙСНЮЮТЬ ДИСИМІЛЯЦІЙНЕ ВІДНОВЛЕННЯ СУЛЬФАТУ АБО СІРКИ Підгрупа 1 Роди : DESULFOTOMACULUM Підгрупа 2 Роди : DESULFOVIBRIO Підгрупа 3 Роди : DESULFOCOCCUS Підгрупа 4 Роди : DESULFURELLA Група 8. АНАЕРОБНІ ГРАМНЕГАТИВНІ КОКИ Роди : VELIONELLA Група 9. РІКЕТСІЇ ТА ХЛАМІДІЇ
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 10. АНОКСИГЕННІ ФОТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ Підгрупа 1 Роди : CHROMATIUM Підгрупа 2 Роди : ECTOTHIORHODOSPIRA Підгрупа 3 Роди : RHODOSPIRILLUM Підгрупа 4 Роди : HELIOBACTERIUM Підгрупа 5 Роди : CHLOROBIUM Підгрупа 6 Роди : OSCILLOCHLORIS Підгрупа 7 Роди : ERYTHROBACTER Група 11. ОКСИГЕННІ ФОТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ (ЦІАНОБАКТЕРІЇ) Підгрупа 1 Роди : MICROCYSTIS Підгрупа 2 Роди : PLEUROCCAPSA Підгрупа 3 Роди : OSCILLATORIA, SPIRULINA Підгрупа 4 Роди : ANABAENA, NOSTOC Підгрупа 5 Роди : STIGONEMA
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 12. АЕРОБНІ ХЕМОЛІТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ ТА СПОРІДНЕНІ ОРГАНІЗМИ Підгрупа 1 – БЕЗБАРВНІ СІРКООКИСЛЮЮЧІ БАКТЕРІЇ Роди : THIOBACILLUS, ACIDOPHILLUM Підгрупа 2 – ЗАЛІЗО- І МАРГЕНЕЦЬ-ОКИСЛЮЮЧІ БАКТЕРІЇ Роди : GALIONELLA, SULFOBACILLUS Підгрупа 3 – НІТРИФІКУЮЧІ БАКТЕРІЇ Роди : NITROBACTER, NITROSOMONAS Група 13. БАКТЕРІЇ, ЩО БРУНЬКУЮТЬСЯ І/АБО УТВОРЮЮТЬ ВИРОСТИ Підгрупа 1 – ПРОСТЕКОБАКТЕРІЇ Роди : STELLA Підгрупа 2 Роди : PLANCTOMYCES Підгрупа 3 Роди : NEVSKIA
ГРАМНЕГАТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 14. БАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ ЧОХЛИ Роди : LEPTOTHRIX Група 15. НЕФОТОСИНТЕЗУЮЧІ КОВЗНІ БАКТЕРІЇ, ЩО НЕ УТВОРЮЮТЬ ПЛОДОВІ ТІЛА Підгрупа 1 – ОДНОКЛІТИННІ ПАЛИЧКОВИДНІ КОВЗНІ БАКТЕРІЇ Роди : SPOROCYTOPHAGA Підгрупа 2 – ПЛОСКІ НИТЧАТІ КОВЗНІ БАКТЕРІЇ Роди : ALYSIELLA, SIMONSIELLA Підгрупа 3 – CІРКООКИСЛЮЮЧІ КОВЗНІ БАКТЕРІЇ Роди : BEGGIATOA Підгрупа 4 - ПІЛОНЕМИ Група 16. КОВЗНІ БАКТЕРІЇ, ЩО УТВОРЮЮТЬ ПЛОДОВІ ТІЛА: МІКСОБАКТЕРІЇ Роди : CHONDROMYCES, MYXOCOCCUS
ГРАМПОЗИТИВНІ ЕУБАКТЕРІЇ, ЩО МАЮТЬ КЛІТИННУ СТІНКУ Група 17. Ruminococcus albus Bacillus anthracis ГРАМПОЗИТИВНІ КОКИ Роди : AEROCOCCUS, DEINOCOCCUS, LACTOCOCCUS, LEUCONOSTOC, MICROCOCCUS, PEDIOCOCCUS, PLANOCOCCUS, SARCINA, Ruminococcus, STAPHYLOCOCCUS, STREPTOCOCCUS Група 18. ГРАМПОЗИТИВНІ ПАЛИЧКИ ТА КОКИ, ЩО УТВОРЮЮТЬ ЕНДОСПОРИ Роди : BACILLUS, CLOSTRIDIUM, SPOROSARCINA Група 19. ГРАМПОЗИТИВНІ ПАЛИЧКИ ПРАВИЛЬНОЇ ФОРМИ, ЩО НЕ УТВОРЮЮТЬ СПОРИ Роди : KURTHIA, LACTOBACILLUS, LISTERIA
Грампозитивні еубактерії, що мають клітинну стінку Група 20. ГРАМПОЗИТИВНІ ПАЛИЧКИ НЕПРАВИЛЬНОЇ ФОРМИ, ЩО НЕ УТВОРЮЮТЬ СПОРИ Роди : Aсetobacterium, Actinomyces, Caseobacter, Clavibacter, CORYNEBACTERIUM, GARDNERELLA Actinomyces Clavibacter michiganiensis Corynebacterium diphtheriae
Еубактерії, що не мають клітинної стінки: мікоплазми або молікути Група 30. МІКОПЛАЗМИ Роди : MYCOPLASMA, UREAPLASMА
Архебактерії Група 31. МЕТАНОГЕНИ Підгрупа 1 Роди : METHANOBACTERIUM Підгрупа 2 Роди : METHANOCOCCUS Підгрупа 3 Роди : METHANOSARCINA Група 32. СУЛЬФАТРЕДУКУЮЧІ АРХЕЇ Роди : ARCHAEOGLOBUS Група 33. ЕКСТРЕМАЛЬНО ГАЛОФІЛЬНІ АРХЕБАКТЕРІЇ (ГАЛОБАКТЕРІЇ) Роди : HALOBACTERIUM Група 34. АРХЕБАКТЕРІЇ, ЩО НЕ МАЮТЬ КЛІТИННОЇ СТІНКИ Роди : THERMOPLASMA Група 35. ЕКСТРЕМАЛЬНІ ТЕРМОФІЛИ ТА ГІПЕРТЕРМОФІЛИ, ЩО МЕТАБОЛІЗУЮТЬ S 0 Підгрупа 1 Роди : ACIDIANUS, DESULFUROLOBUS Підгрупа 2 Роди : THERMOFILUM Підгрупа 3 Роди : THERMOCOCCUS, HYPERTHERMUS
Скачать презентацию Положення мікроорганізмів у системі живих істот Систематика бактерій
Sistematika початок.ppt