Классификация, морфология и цитология микроорганизмов

1.

Классификация, морфология
и цитология микроорганизмов
«Эдем» Ван Кессель, 1626-1679
доц. В.В. ЛЕОНОВ, 2013
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии

2.

Классификация микроорганизмов
Мир микробов
Надцарство эукариот
Царство
Mycota
Царство
Protozoa
Надцарство прокариот
Царство
Bacteria
Царство
Viraе
Прионы
Вироиды
Плазмиды
Отдел
-cutes
Класс
-cetes
?
Порядок
-ales
Семейство
-aceae
Систематика (таксономия) – это наука о
классификации всего живого
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Род
Вид
Штамм
2

3.

Классификация микроорганизмов
1. Естественная классификация
Археи
Грамположительные
Прогеноты
Эукариоты
Грамотрицательные
Эубактерии
Цианобактерии
2. Искусственная классификация
Определитель бактерий Берги (1-ое издание 1923 г)
(Bergey s Mannual of Determinative Bacteriology)
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
3

4.

Систематика бактерий
Надцарство: Prokaryota Staphylococcus aureus = S. aureus;
Царство: Bacteria
Staphylococcus spp.
Отдел (по строению клеточной стенки):
Эубактерии
Firmicutes
Gracilicutes
Tenericutes
Археи (сейчас домен!!!)
Mendosicutes
Отдел:
Firmicutes
Семейство: Micrococcaceae
Род:
Staphylococcus
Вид:
aureus
Порядок (название таксона заканчивается на –ales)
Семейство (название таксона заканчивается на –ceae)
Род
Вид (основной таксон в классификации прокариот)
Подвидовые категории
Варианты (морфо-, био-, ферменто-, резистенс-, фаго-, серо-, эко-,
патовары)
Штамм (культура – популяция, – выделенная из определенного
источника)
Клон (потомство одной клетки)
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
4

5.

Систематика грибов
Царство: Mycota
Класс:
Ascomycetes
Отделы:
Семейство:
Saccharomycetaceae
Eumycota
Род:
Saccharomyces
Вид:
cerevisiae
Oomycota
Классы:
Chytridiomycetes
Hyphochytridiomycetes
Oomycetes
Basidiomycetes
изучает
Ascomycetes
микробиология (отдел
Zygomycetes
Eumycota)
Deuteromycetes
Семейство (название таксона заканчивается на –aceae)
Род
Вид
Подвидовые категории
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
5

6.

Морфология бактерий
1. Шаровидные
Монококки
Диплококки
Тетракокки
Стрептококки
Стафилококки
Сарцины
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
l/d ≈ 1
Стафилококки,
окраска по Граму
6

7.

Морфология бактерий
2. Палочковидные
Бактерии
l/d >> 1
Бациллы
Коккобациллы l/d>1
Палочковидные бактерии,
окраска фуксином
Стрептобациллы
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
7

8.

Морфология бактерий
3. Извитые
Вибрионы
Спириллы
Спирохеты
Вибрионы, окраска фуксином
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
8

9.

Морфология бактерий
4. Атипичные формы
Бифидобактерии
Коринебактерии
Актиномицеты
Бифидобактерии,
окраскапо
поГраму
Граму
Актиномицеты, окраска
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
9

10.

Прокариотическая клетка
Главный признак: отсутствие внутреннего разделения,
обеспечиваемого элементарными мембранами
(ЦПМ – единственная мембрана!!!!)
Впячивания
ЦПМ
Капсула
Хромосомная
ДНК
Ворсинки
(фимбрии и пили)
Жгутики
ЦПМ
Клеточная
стенка
Рибосомы
Включения
Плазмида
Цитоплазматические
ХМГМА
включения
кафедра биологии с курсом микробиологии
10

11.

Клеточная стенка
В 1884 году описал метод окраски
бактерий
основными
красителями
(генцианвиолет,
кристаллвиолет,
метилвиолет).
Ганс Христиан Грам (1853-1938)
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Грамотрицательные
Грамположительныепалочки
палочки
11

12.

Клеточная стенка
H
CH 2OH
O
H
H
OH
H
H
N-Aцетилмурамовая
к-та
CH 2OH
O
H
H
O
H
H
CH2OH
H
O
O
H
OH
O
H
H
H
NHCOCH3
NHCOCH3
HO
NHCOCH3
остаток
N-Aцетилглюкозамин
молочной H3C CH
к-ты
CO
олигопептид
L
D
L
D
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
ала
глу
лиз
ала
Структура пептидогликана
(муреина)
12

13.

Клеточная стенка
М
L-ала
Г
Г
М
D-глу
L-ала
L-лиз
М
L-лиз
Г
L-ала
(гли)5
D-глу
L-ала
Г
D-ала
D-глу
D-ала
М
D-глу
(гли)5
D-ала
М
L-лиз
D-ала
М
L-лиз
Г
L-ала
(гли)5
D-глу
Г
(гли)5
L-ала
D-глу
L-лиз
D-ала
L-лиз
Гликопептид клеточной стенки
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
D-ала
13

14.

Клеточная стенка
Грамположительные бактерии
Тейхоевые
и липотейхоевые
кислоты
Клеточная
стенка
Пептидогликан
ЦПМ
Липопротеины
Грамположительные
бактерии
20 µm
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии

15.

Клеточная стенка
Грамотрицательные бактерии
Порины
Липополисахарид
Концевые
олигосахариды
Наружная
мембрана
Клеточная
стенка
Пептидогликан
Периплазма
Полисахаридное
ядро (кор)
Белки
Грамотрицательные
бактерии
20 µm
Липид А
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
ЦПМ

16.

Клеточная стенка
Кислотоустойчивые бактерии
Маннозные
кэпы
Кордфактор
Миколовые
кислоты
Липоарабиноманнан (LAM)
Белки
Арабиногалактан
Пептидогликан
Микобактерии, окраска
по Цилю-Нильсену
ЦПМ
Park SH & Bendelac A (2000). CD1-restricted T-cell responses and microbial infection. Nature 406(6797): 788-92.
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
16

17.

Капсулы и слизи
Микрокапсула – толщина < 0,2 мкм
Макрокапсула – толщина > 0,2 мкм
В большинстве случаев капсула полисахарид (искл. Bacillus anthracis пептидная капсула)
Klebsiella pneumoniae, окраска по Бурри-Гинсу.
Видны капсулы – светлые ореолы вокруг
палочковидных бактерий
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
17

18.

Жгутики и подвижность
Характер движения прокариот:
1. Плавающее
2. Скользящее (ползающее)
Монотрихи от
греч. mono –
один, trichos –
волос
Амфитрихи
от греч. аmphi двусторонний
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Лофотрихи
от греч. lophos пучок
Перитрихи
от греч. peri вокруг
18

19.

Жгутики и подвижность
Строение жгутиков
Нить
Крюк
L-кольцо
ЛПС
ПГ
Стержень
P-кольцо
S-кольцо
ПМ
М-кольцо
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
19

20.

Жгутики и подвижность
Спирохеты (скользящий тип движения)
Аксиальная
фибрилла
Трепонемы
Боррелии
Наружная
оболочка
Протоплазматический
цилиндр
Строение спирохет
Лептоспиры
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Типы движения спирохет:
1. Вращение вокруг собственной оси
2. Изгибание клеток
3. Винтовое (волнообразное)
20

21.

Микроворсинки
1. Фимбрии (от лат. fimbria - бахрома)
2. Пили (от лат. pile - волосок)
Фимбрии
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
F-пили
21

22.

Покоящиеся формы
1. Эндоспоры
N
O C
O
C O
O
Ca
Дипиколинат кальция
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
22

23.

Покоящиеся формы
1. Эндоспоры
Эндоспора
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
23

24.

Покоящиеся формы
Способы расположения эндоспоры
Центральное
Латеральное
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Терминальное
Субтерминальное
24

25.

Прочие покоящиеся формы
2. Некультивируемые формы
Yersinia pestis, Salmonella spp., Vibrio cholerae и др.
3. Гетероцисты
Существуют до 10 суток
Гетероцисты цианобактерий
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
25

26.

Морфология грибов
Мицелий – это беспорядочное переплетение тонких нитей – гиф
(от греч. huphe - сеть).
Гифы – трубки, наполненные клеточным содержимым (d =
0,8÷15 мкм).
Септы – поперечные перегородки
(только у плесневых грибов)
Мицелий септированный
Мицелий несептированный
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
26

27.

Морфология грибов
Мицелий:
1. Воздушный
2. Субстратный
Воздушный мицелий
Absidia spp.
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Субстратный мицелий
Aspergillus spp.
27

28.

Морфология грибов
Строение плесеней на примере дейтеромицетов
клетки Хюлля
фиалиды
везикул
конидиеносец
клетка-ножка
однорядный
двурядный
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Радиально-лучевой
столбчатый

29.

Морфология грибов
Дейтеромицеты
Aspergillus spp.
Гифы септированные, бесцветные.
Конидиальные головки радиальные
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
29

30.

Морфология грибов
Дейтеромицеты
Penicillium spp.
Гифы септированные, бесцветные, может иметь
место пигментная инкрустация. Конидиеносцы
тонкие, заканчиваются «кисточкой» из метул.
Фиалиды
бутылевидные.
Конидии
чаще
шаровидные, гладкие или шероховатые.
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
30

31.

Морфология грибов
Дейтеромицеты
Candida albicans
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Колонии Candida albicans
на агаре Сабуро
31

32.

Морфология грибов
Аскомицеты
Cryptococcus neoformans
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
Blastomyces dermatitidis
32

33.

Морфология грибов
Зигомицеты
Mucor spp.
Гифы широкие, редкосептированные, бесцветные.
Спорангиеносцы неразветвленные, одиночные или
в группах. Спорангии шаровидные, коричневые или
черные.
Хорошо
развитые
ризоиды
обнаруживаются
в
участках
отхождения
спорангиеносцев от столонов.
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
33

34.

Клеточная стенка грибов
Секретируемые
компоненты
Маннопротеин
Глюкан
Хитин + глюкан
Периплазма
ЦПМ
Клеточная стенка Candida spp.
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
34

35.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии

36.

Включения
Классификация включений:
1. Активно функционирующие клеточные структуры
2. Продукты клеточного метаболизма
3. Запасные питательные вещества
4. Приспособительные
Электронограмма ультратонкого
среза
Microcystis
aeruginosa
(видны газовые включения),
шкала 1 мкм
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
36

37.

Включения
Способ выявления включений зависит от их природы!!!
У Clostridium spp. – «гранулоза»
включения (раствор Люголя)
крахмалоподобные
Электронограмма ультратонкого
среза Escherichia coli (видны
включения гликогена)
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
37

38.

Включения
Полифосфаты
O
O
O
HO P O P O P OH
OH
OH
OH
n
Полифосфат
Волютиновые гранулы
(«метахроматические»)
HO
O
P
O
O
O
P
OH
P
O
O
С. diphtheriae, окраска по Нейссеру
(чистая культура)
OH
Триметафосфат
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии
38

39.

Прокариотическая
и эукариотическая клетка
КОМПОНЕНТЫ
ПОСТОЯННЫЕ
НЕПОСТОЯННЫЕ
ПРОКАРИОТЫ
ЭУКАРИОТЫ
Цитозоль
Нуклеоид
Рибосомы 70S
ЦПМ
Клеточная стенка
Ядро
Цитоплазма
Рибосомы 80S
Митохондрии
ЦПМ
Аппарат Гольджи
Центриоли
ЭПС
Клеточная оболочка
Жгутики
Пили
Плазмиды
Капсула
Споры
Включения
«Мезосомы»
Вакуоли
ХМГМА
кафедра биологии с курсом микробиологии