Подвижные бактерии виды. Определение подвижности микроорганизмов

Оглавление темы "Систематика живых организмов. Таксономия. Номенклатура. Классификация микроорганизмов.":
1. Систематика живых организмов. Таксономия. Номенклатура.
2. Классификация микроорганизмов. Принципы классификации микроорганизмов. Систематика микроорганизмов. Естественная (филогенетическая) систематика микроорганизмов.
3. Искусственная (ключевая) систематика микроорганизмов. Определитель бактерий Берджи.
4. Принципы таксономии микроорганизмов. Принципы номенклатуры микроорганизмов. Категории таксономической иерархии. Названия таксонов у микроорганизмов.
5. Систематика вирусов. Особенности классификации вирусов. Основные критерии таксономической классификации вирусов.
6. Систематика бактерий. Окраска по Граму. Грамположительные бактерии. Грамотрицательные бактерии. Кислотоустойчивые бактерии.

8. Определитель Берджи. Группы бактерий определителя Берджи.
9. Систематика грибов. Принципы классификации грибов. Зигомицеты. Аскомицеты. Базидиомицеты. Дейтеромицеты. Кодекс названий грибов.
10. Систематика простейших. Принципы классификации простейших. Тип Sarcomastigophora. Тип Ciliophora. Тип Apicomplexa.

Важным дифференцирующим признаком является подвижность. В соответствии со способом передвижения выделяют скользящие бактерии , перемещающиеся за счёт волнообразных сокращений тела, и плавающие бактерии , движение которых обеспечивают жгутики или реснички.

Способность к спорообразованию бактерий

Для классификации некоторых бактерий учитывают их способность к спорообразованию, размеры спор и их расположение в клетке.

Физиологическая активность бактерий

Физиологическая активность является не менее важным отличительным признаком. Бактерии разделяют по способу питания, по типу получения энергии (дыхание, брожение, фотосинтез), по отношению к рН с указанием пределов устойчивости и оптимума роста и т.д. Наиболее важным критерием считают отношение к кислороду.

Аэробные бактери и используют молекулярный 02 в качестве конечного акцептора электронов в процессе дыхания. Большинство бактерий обладают связанной с мембраной цитохром-С-оксидазой, играющей ведущую роль в электронотранспортной цепи. Для выявления фермента применяют оксидазный тест, основанный на способности бесцветного вещества N,N-диметил-р-фенилендиамина приобретать при восстановлении малиновый цвет.

Анаэробные бактерии не утилизируют молекулярный 02 в качестве конечного акцептора электронов. Подобные бактерии получают энергию либо в процессе брожения, где конечными акцепторами электронов служат органические соединения, либо при анаэробном дыхании, используя отличный от кислорода акцептор электронов (например, NO", SO4- или Fe3+). Факультативные бактерии могут получать энергию либо в процессе дыхания, либо при брожении в зависимости от наличия или отсутствия кислорода в окружающей среде.

Биохимические свойства бактерий

Для дифференцировки бактерий изучают их способность ферментировать углеводы, образовывать различные продукты (сероводород, индол) или гидролизовать белки.

Антигенные свойства бактерий

Антигенные свойства бактерий различных бактерий специфичны и связаны с особенностями строения клеточных структур, распознаваемых специальными антисыворотками как антигенные детерминанты. Типирование бактерий по антигенной структуре проводят в реакции агглютинации (РА), смешивая каплю антисыворотки с каплей бактериальной суспензии. При положительной реакции появляются отдельные агрегированные комочки в исходно однородной бактериальной суспензии. Выделяют следующие типы Аг:

родоспецифичные , выявляемые у всех представителей конкретного рода, включая отдельные штаммы;
видоспецифичные , выявляемые у отдельных видов и штаммов микроорганизмов;
сероваро- (штаммо-) специфичные, выявляемые у представителей различных подгрупп (штаммов) внутри конкретного вида.

Чувствительность бактерий к бактериофагам

Поскольку вирусы бактерий взаимодействуют только с чувствительными бактериями, то в ряде случаев для дифференцировки бактерий применяют их чувствительность к бактериофагам.

Химический состав бактерий

Важный классификационный признак - суммарный химический состав бактериальных клеток . Обычно определяют содержание и состав Сахаров, липидов и аминокислот в клеточных стенках.

Генетическое родство бактерий

Для филогенетической классификации бактерий лучший и наиболее информативный показатель - генетическое родство. При систематизации бактерий на основании генетического родства учитывают ряд показателей.

Способность обмениваться генетической информацией (например, в процессе трансформации или конъюгации), возможной только между организмами одного рода или вида.
Состав оснований ДНК (отношение гуанин-цитозин: аденин-тимин).
Сходство нуклеиновых кислот, выявляемое методом гибридизации.
"Золотой стандарт " в определении степени родства среди бактерий - установление сходства в последовательности нуклеиновых кислот. Однако в результате обмена генетической информацией генотип бактерий может существенно изменяться, поэтому подобный подход к систематике оказывается на практике неудобным.

Бактерии - крохотные существа, и многие считают, что они очень просто устроены. Конечно, каждая бактерия - это всего лишь одна клетка, у которой нет отдельных частей тела, вроде ног или рук, нет глаз и носа, нет даже клеточного ядра. Но каким-то образом бактерии выживают и умудряются процветать с такими, казалось бы, ограниченными размерами и возможностями, да к тому же находить целое множество оригинальных решений для облегчения собственной жизни. Например, чтобы двигаться - то есть влиять на свое положение в пространстве самостоятельно, а не дожидаясь попутного течения, - бактерии придумывают самые удивительные ухищрения. Конечно, вы уже наверняка слышали о жгутиках бактерий. А что такое твитчинг? И как можно сдвинуть себя с места с помощью сахаров? Давайте присмотримся к бактериям чуть ближе. И сразу обратим внимание на то, из чего бактерии собирают себе средство передвижения.

Белковая диета

Среди подвижных бактерий больше всего тех, кто для движения использует белковые молекулы. Как они их применяют? Многие бактерии синтезируют специальные белки, из которых собирают подвижную ниточку - жгутик (рис. 1). Жгутик состоит из трех частей - филамента (собственно нити), крюка и базального тела. Каждая из этих частей сложена из белков. У хорошо изученной бактерии - кишечной палочки - белки, образующие филамент, называют флагеллинами и обозначают буквами Flg, Fli, Flh (от латинского слова flagellum - жгутик). Флагеллины складываются в нить, которая с помощью крюка крепится к базальному телу. Базальное тело - это что-то вроде якоря, который прочно закреплен в клеточной оболочке и может свободно вращаться по часовой стрелке или против. У бактерий может быть один или несколько жгутиков.

Какие виды движения обеспечивает жгутик? Если бактерия находится в жидкой среде, то жгутик помогает ей плыть . Плавание - это самый быстрый способ передвижения. Причем, бактерия может неплохо управлять своим движением, меняя направление вращения базального тела: вращение базального тела по часовой стрелке толкает клетку в направлении от жгутика, а биения против часовой стрелки тянут клетку вслед за жгутиком.

А теперь представьте размахивание жгутиками на твердой поверхности, смоченной жидкостью. Бактерии будут не плыть, а расползаться в одной плоскости. Такое движение называется роением . Роение чаще бывает у бактерий, живущих в крупных колониях, - подвижные бактерии, находящиеся с краю, пытаются отодвинуться как можно дальше и основать свои собственные колонии.

Бактерии могут также создавать более короткие и просто устроенные нити, чем жгутики, - пили. Клетка может с помощью пили прикрепиться к чему-нибудь твердому, а потом подтянуться к месту крепления, разбирая эту нить, начиная от места крепления пили к клетке (рис. 2). Можно сказать, что клетка перемещается рывками. Подобный способ движения у одной клетки называется твитчинг (англ. twitch - дергать, тащить). А если так действует несколько скрепленных друг с другом бактерий, то они дружно скользят по твердой поверхности.

В оболочках клетки могут быть разнообразные белковые комплексы, например, обхватывающие клетку кольца из белков. Эти кольца крутятся, как гусеницы у гусеничного трактора, и помогают бактерии скользить по твердой поверхности. Такой способ подвижности есть у бактерии Flavobacterium johnsoniae .

У других бактерий есть белки, расположенные вдоль всей поверхности клетки. Эти белки создают продольные волны, и бактерия извивается и плывет в водной толще или скользит на твердом субстрате.

Очень многие микроорганизмы способны двигаться, но вот конкретный механизм или набор из нескольких механизмов у каждой специфичен. Поэтому, например, и говорят, что такое строение жгутика характерно для кишечной палочки, а у другой бактерии, тоже плывущей с помощью жгутика, все может быть устроено иначе - и ученые исследуют каждую бактерию по отдельности.

Как вы, наверное, заметили, пока что описанные способы движения позволяли бактерии плыть или скользить в зависимости от того, где она находится, - в жидкости или на твердой поверхности. Но скольжение может быть и единственным доступным способом передвижения.

Сахарный след

Многие бактерии выделяют наружу сахара. Смешиваясь с водой, сахара образуют слизь. Слизь облегчает движение клеток по твердой поверхности при использовании жгутиков.

Однако и сама слизь может быть источником движения. Представьте себе, что вы надуваете воздушный шарик. Внезапно шар вырывается из ваших рук и улетает под силой струи воздуха, резко выходящей из шарика. Подобным образом могут толкать себя и бактерии.

Бактерии вида Oscillatoria princeps (рис. 3, слева ) живут, объединяясь в длинные нити. Хотя каждая клетка представляет собой самостоятельный организм, они соединены вместе внешней прозрачной капсулой, которая тоже производится из сахаров. На клетках возле места их соединения друг с другом есть контактные поры, расположенные под углом к поверхности нити (рис. 3, справа ). Часть из них повернута к одному концу нити, другая половина к другому. Слизь подается в одном направлении и поступает в канал, образованный из белков на поверхности клеток. Канал оборачивается вокруг клеток по спирали, текущая по нему слизь запускает вращение клеток, и вся нить скользит по твердой поверхности, подобно штопору - такой способ движения называется «подвижность с помощью реактивной струи» .

Выделение сахаров из специальных пор или биение жгутиков - это активные способы передвижения клетки. Бактерия взаимодействует с окружающей средой и активно отталкивается от воды или твердой поверхности. Но существует и пассивная подвижность, когда изменения внутри клетки приводят к ее перемещению благодаря внешним силам, например, току воды.

Газовые баллоны

Бактерии могут изменять свою плавучесть, накапливая внутри атмосферный воздух. Воздух все время диффундирует в толщу воды, а бактерии могут специально отбирать и накапливать молекулы разных газов в специальном баллоне, сложенном из белка. Таким образом клетка меняет свою плотность, начинает весить меньше и всплывает, выталкиваемая архимедовой силой. Если бактерии затем нужно погрузиться обратно, она может избавиться от воздуха или накопить внутри себя тяжелые сахара.

В какую сторону плыть?

Чтобы оказаться в самых подходящих для себя условиях, многие бактерии передвигаются не случайным образом, а целенаправленно, приближаясь к какому-нибудь приятному для себя объекту (например, еде или свету) или отплывая как можно дальше от неприятного (например, молекул, выделяемых другими бактериями). Такое целенаправленное движение называется таксисом . Чтобы распознавать сигналы из внешнего мира, бактерия синтезирует специальные белки - рецепторы, которые располагаются у нее на поверхности. Каждый вид рецепторов реагирует на свой стимул - молекулы еды, свет и так далее. Обнаружив свой стимул, рецептор передает сигнал о нем внутрь клетки.

Но сигнал, передаваемый рецептором, говорит только о том, что желанный объект есть где-то рядом, но не сообщает, с какой именно стороны от бактерии он находится. И чтобы найти еду, бактерии приходится хитрить. Почуяв пищу, бактерия плывет несколько миллисекунд с помощью жгутика в случайном направлении. Если во время движения сигнал ослабевает, бактерия резко останавливается, вновь делает поворот и пробует плыть в другую сторону. Если в этот раз сигнал от пищи усиливается, то бактерия проплывает в эту сторону большее расстояние. Таким образом, почти что играя в «горячо-холодно», бактерия достигает цели (рис. 4).

Если у клетки нет жгутика, то двигаться целенаправленно ей куда труднее. Но и тут можно что-то придумать. Например, газовые баллоны внутри клетки смещают бактерию вверх и вниз, то приближая ее к поверхности водоема, кислороду и свету, то погружая на дно.

Микроигра

Попробуйте расшифровать четыре слова, связанных с микробиологией, прослеживая движение бактерий к еде.

Каждая бактерия начинает двигаться от буквы, на которую указывает исходящая от бактерии стрелка. Затем бактерия меняет направление движения, согласно маленькой черной стрелочке у буквы. Если бактерия приближается к еде (красная точка), то она проплывает три клеточки (по горизонтали, вертикали или диагонали напрямую), снова поворачивает согласно направлению стрелки на этой клеточке и так далее. Если бактерия плывет в противоположную от еды сторону, она сдвигается только на одну клеточку. Если движение скорее нейтрально, то бактерия проплывает две клеточки.

Все ли из найденных слов вам знакомы?

Литература

1. Пиневич А.В. Микробиология. Биология прокариотов: учебник. Том 1. СПб.: Изд-во С.-Петерб. университета, 2007. - стр. 225, 320–330;
2. Нетрусов А.И. и Котова И.Б. Микробиология: учебник для студ. высш. учеб. заведений (3 изд.). М.: Издательский центр «Академия», 2009. - стр. 63–64;
3. Mark J. McBride. (2001). Bacterial Gliding Motility: Multiple Mechanisms for Cell Movement over Surfaces . Annu. Rev. Microbiol. . 55 , 49-75;
4. Загадка мужественного запаха ;
5. McLeod A. (2009). Bacteria for beginners . OoCities.org .

Способностью к движению обладает примерно Уб часть бактерий. Это в основном многие палочковидные и все извитые формы бакте­рий. Неподвижными являются почти все шаровидные бактерии (кокки), более 50% палочковидных бактерий и ряд других.

Чаще всего движение осуществляется с помощью жгутиков (см. рис. 5) -тонких нитей толщиной 10-20 нм, состоящих из особого белка флагеллина. Длина жгутиков во много раз мо­жет превышать длину клетки. Жгутики (рис. 5.) прикрепляют­ся к мембране с помощью двух пар дисков основания и через поры в ней и клеточной стенке выходят наружу. Скорость пе­ремещения бактерий с помощью жгутиков высока (20- 60 мкм/с).

Рис. 5. Схема прикрепления жгутика: 1 - клеточная стенка; 2 - цитоплазматическая мембрана; 3 - мембрана жгутиков; 4 -диски основания; 5 - жгутики

Характер расположения жгутиков на поверхности клетки является одним из признаков классификации бактерий.

Их количество может быть от 1 до 100. Бактерии, имеющие один жгутик на конце клетки, называют монотрихами; с пучком жгутиков на одном или обоих концах клетки - лофотрихами; один жгутик на обоих донцах - амфитрихами. Бактерии, у которых жгутики покрывают всю поверхность клетки, называются перитрихами. Жгутики обеспечивают активное движение клеток только в жидкой среде, и при утрате жгутиков при старении или механическом воздействии клетки теряют способность к движению, но сохраняют жизнеспособность.

К подвижным формам относятся также спирохеты, некото­рые нитчатые (многоклеточные) и другие бактерии, не имеющие жгутиков. Спирохеты могут передвигаться и в жидкой среде, и по твердому субстрату в результате волнообразных сокращений клетки. Нитчатые бактерии, цианобактерии и дру­гие обладают скользящим типом движения по твердому и полутвердому субстрату.

Способность к движению позволяет бактериям переместить­ся в ту область среды, в которой условия для их роста и размножения (концентрация питательных веществ и кислорода в среде, освещенность и др.) наиболее оптимальны.

Жгутики являются органами движения бактерий, состоят из белка флагеллина. По количеству и характеру расположения жгутиков различают бактерии, монотрихи, лофотрихи, амфитрихи и перитрихи. Жгутики обладают антиген­ными свойствами (Н-антиген) и дают возможность бактериям перемешаться вжидкой среде.

О наличии жгутиков можно судить по характеру движения бактерий в «раздавленной» и «висящей» каплях при опущенном конденсоре и частично прикрытойдиафрагме микроскопа.

Метод «раздавленной капли»

Культуру в изотоническом растворе хлорида натрия наносят на предмет­ное стекло и сверху накладывают покровное. Капля материала должна быть та­кой величины, чтобы она заполняла все пространство между покровным и предметным стеклом и не выступала за пределы покровного. Препарат рас­сматривают с иммерсионной системой и слегка опущенным конденсором.

Метод «висячей капли»

Необходимо иметь предметное стекло с лупочкой. Каплю культуры нано­сят на покровное стекло, сверху накладывают предметное стекло с лупочкой посредине, края которого предварительно обмазаны вазелином. Затем предмет­ное стекло слегка прижимают к покровному, и препарат переворачивают по­кровным стеклом кверху. Получается герметично закрытая камера, в которой капля долго не высыхает.

Выделение чистой культуры микробов(механические и биологические)

Чистая культура - это популяция микроорганизмов одного вида. Для выделения чистой культуры аэробов используют методы, основанные на:

ü Механическом разобщении бактериальных клеток

o Метод Дригальского - распределение капли суспензии материала с

ü помощью шпателя;

o Рассев штрихом;

o Метод Коха является количественным и позволяет определить

ü количество бактерий в исследуемом материале

ü Биологические методы:

o Посев на элективные среды;

o Метод Шукевича - посев материала в конденсат скошенного МПА для

ü выделения чистых культур бактерий, обладающих ползучим ростом

ü (например, протей);

o Обработка кислотами и щелочами (например, микобактерии

ü туберкулеза);

o Прогревание при 80°С для выделения споровых форм;

o Заражение лабораторных животных - для диагностики зоонозов и др.

ü (туляремия).

Выделение чистой культуры микробов является обязательным этапом всякого бактериологического исследования. Чистая культура необходима для изучения морфологических, культуральных, биохимических и антигенных свойств, по совокупности которых определяется видовая принадлежность исследуемого микроорганизма.

Метод механического разъединения микроорганизмов, находящихся в исследуемом материале, с целью получения изолированных колоний на поверхности или в глубине питательной среды. Очень широко применяются элективные питательные среды.

При выделении чистой культуры патогенных микробов из патологического материала, загрязненного посторонней микрофлорой, прибегают иногда к заражению лабораторных животных, восприимчивых к тому виду микроба, который предполагается выделить из исследуемого материала. Биологический метод выделения чистой культуры применяется при исследовании мокроты на содержание в ней пневмококков, микобактерий туберкулеза. Получение чистой культуры методом рассева в глубине среды (по Коху). Три пробирки, содержащие по 15 мл мясо-пептонногоагара, ставят в водяную баню для расплавления агара. Расплавленную среду остужают до температуры 43- 45 °С. В пробирку вносят одну бактериальную петлю исследуемого материала. После этого прокаленной и остуженной; петлей содержимое 1-й пробирки переносят во 2-ю и таким же образом из 2-й в 3-ю. Приготовленные разведения микробов выливают из пробирок в стерильные чашки Петри, обозначенные номерами, соответствующими номерам пробирок. После застудневания среды с исследуемым материалом чашки помещают в термостат. Количество колоний в чашках с питательной средой уменьшается по мере разведения материала.

Метод дригальского

Метод Дригальского основан на механическом разобщении на поверхности плотной, питательной среды микробов всех видов, входящих в состав исследуемого материала.

1. Определение микробного состава исследуемого материала (приготовление

мазка* окраска по Граму). v

2. Посев на чашку Петри: одну каплю материала наносят на поверхность

МПА и растирают шпателем. Не обжигая шпателя и не набирая нового

материала, засевают вторую и третью чашки.

3. Засеянные чашки переворачивают вверх дном и инкубируют в термостате

18-20 часов при температуре 37°С.

1. Макроскопическое изучение колоний по величине, форме, окраске,

характеру поверхности, краев, консистенции. .

2. Микроскопическое изучение одной исследуемой колонии (приготовление

мазка, окраска по Граму).

3. Оставшуюся часть колонии пересевают в пробирку со скошенным агаром.

4. Пробирку инкубируют в термостате 18-20 часов при температуре 37°С.

Проверка культуры на чистоту (макроскопическим - однородный рост, микроскопическим - однородные по морфологическим признакам и тинкториальным признаками клетки).

Идентификация проводится по:

Ферментативным свойствам.

Антигенным свойствам, токсигенности и другим признакам

Фагочувствительности

Подвижность микробов Подвижность микробов

активное перемещение тела в пространстве. Характерно для многих видов бактерий, простейших, грибов. У вирусов подвижные формы не описаны. П. является генетическим, относительно постоянным видовым признаком и потому широко используется в целях классификации и идентификации микробов. Бактерии, зооспоры грибов, простейшие из класса Mastigophora движутся с помощью жгутиков, амебы и некоторые споровики-псевдоподий, реснитчатые- ресничек. Движение спирохет осуществляется за счет активного сокращения фибрилл периаксиллярной нити и протоплазмы, грегарины и некоторые виды споровиков медленно скользят в результате сокращения пелликулы, диатомовые водоросли передвигаются за счет сокращения цитоплазмы, миксобактерии - продукции муциноидного секрета. П.м. определяют прямым наблюдением под микроскопом (лучше в фазовом контрасте или темном поле) придавленной или висячей капли. К-ра должна быть обязательно молодой и теплой. Необходимо помнить о наличии у микроорганизмов броуновского движения и пассивного движения клеток вместе с током жидкости. О П.м. можно также судить по диффузному помутнению прозрачной полужидкой питательной среды, в к-рую к-ра посеяна уколом. См. Таксис у бактерий, Жгутики .

(Источник: «Словарь терминов микробиологии»)

Смотреть что такое "Подвижность микробов" в других словарях:

Окраска микроорганизмов (крашение микробов) комплекс методов и приемов для исследования внешнего и внутреннего строения микроорганизмов, метод микробиологической техники, позволяющий различать виды микроорганизмов. Метод широко используют в… … Википедия

Физ. хим. процесс взаимодействия красителя (см. Красители) с хим. группами объектов, ставящий цель искусственного придания определенной окраски. Широко используют в микробиол. практике для определения формы, размеров, структуры, локализации,… … Словарь микробиологии

ИДЕНТИФИКАЦИЯ МИКРОБОВ ( - от позднелат. identifico отождествляю), определение видовой или типовой принадлежности микроорганизма на основании изучения культурально морфологич., биохимич., серологич. и патогенных свойств. Культуральные свойства микроорганизмов определяют… …

идентификация микробов - (от позднелат. identifico — отождествляю), определение видовой или типовой принадлежности микроорганизма на основании изучения культурально морфологических, биохимических, серологических и патогенных свойств.Культуральные свойства… … Ветеринарный энциклопедический словарь

1) готовят придавленную каплю на тонком стекле (предметное не более 1,1 мм, покровное 0,17 мм); 2) в световом микроскопе меняют конденсор на темнопольный и в объектив (40 х, ОИ 90 х) вставляют специальную диафрагму, задерживающую краевые лучи; 3) … Словарь микробиологии

РОДЫ - РОДЫ. Содержание: I. Определение понятия. Изменения в организме во время Р. Причины наступления Р..................... 109 II. Клиническое течение физиологических Р. . 132 Ш. Механика Р. ................. 152 IV. Ведение Р.................. 169 V …

MIIK РООРГАНИЗМЫ - денные у человека. Rhizopoda Главнейшая окраска Локализация Пи г | менто j обра I Культура зова | ние | Патогенность ДЛЯ | чело | века i Влажная фиксация | Толстые кишки, не Гейденгайна, затем! чень, мозг, легкое протрава железо i аммиачными… … Большая медицинская энциклопедия

КИШЕЧНИК - КИШЕЧНИК. Сравнительно анатомические данные. Кишечник (enteron) представляет собой б. или м. длинную трубку, начинающуюся ротовым отверстием на переднем конце тела (обычно с брюшной стороны) и кончающуюся у большинства животных особым, анальным… … Большая медицинская энциклопедия

МАТКА - (uterus), орган, являющийся источником менструальной крови (см. Менструация) и местом развития плодного яйца (см. Беременность, Роды), занимает центральное положение в половом аппарате женщины и в тазовой полости; лежит в геометрическом центре… … Большая медицинская энциклопедия