Especies de bacterias móviles. Determinación de la movilidad de microorganismos.
1. Sistemática de los organismos vivos. Taxonomía. Nomenclatura.
2. Clasificación de microorganismos. Principios de clasificación de microorganismos. Sistemática de microorganismos. Taxonomía natural (filogenética) de microorganismos.
3. Taxonomía artificial (clave) de microorganismos. Determinante de las bacterias de Burgee.
4. Principios de taxonomía de microorganismos. Principios de nomenclatura de microorganismos. Categorías de la jerarquía taxonómica. Nombres de taxones en microorganismos.
5. Taxonomía de virus. Características de la clasificación de virus. Criterios básicos para la clasificación taxonómica de virus.
6. Taxonomía de bacterias. Tinción de Gram. Bacterias Gram positivas. Bacterias Gram-negativo. Bacterias acidorresistentes.
8. Determinante de Bergey. Grupos de bacterias identificadas por Bergey.
9. Taxonomía de hongos. Principios de clasificación de las setas. Zigomicetos. Ascomicetos. Basidiomicetos. Deuteromicetos. Códice de nombres de setas.
10. Sistemática de protozoos. Principios de clasificación de protozoos. Filo Sarcomastigophora. Tipo Ciliophora. Filo Apicomplexa.
Un rasgo diferenciador importante es la movilidad. Según el método de movimiento, se distinguen. bacterias deslizantes, moviéndose debido a las contracciones ondulatorias del cuerpo, y bacterias flotantes, cuyo movimiento es proporcionado por flagelos o cilios.
Capacidad de esporular bacterias.
Clasificar algunas bacterias. tenga en cuenta su capacidad para formar esporas, el tamaño de las esporas y su ubicación en la célula.
Actividad fisiológica de las bacterias.
Actividad fisiológica es una característica distintiva igualmente importante. Las bacterias se dividen según el método de nutrición, el tipo de producción de energía (respiración, fermentación, fotosíntesis), en relación al pH, indicando los límites de estabilidad y crecimiento óptimo, etc. El criterio más importante es la actitud hacia el oxígeno.
bacterias aeróbicas y utilizar O2 molecular como aceptor final de electrones durante la respiración. La mayoría de las bacterias poseen citocromo C oxidasa unida a la membrana, que desempeña un papel principal en la cadena de transporte de electrones. Para identificar la enzima se utiliza una prueba de oxidasa, basada en la capacidad de la sustancia incolora N,N-dimetil-p-fenilendiamina de adquirir un color carmesí al reducirse.
Bacteria anaerobica No utilice O2 molecular como aceptor final de electrones. Estas bacterias obtienen energía mediante el proceso de fermentación, donde los aceptores finales de electrones son compuestos orgánicos, o mediante respiración anaeróbica, utilizando un aceptor de electrones distinto del oxígeno (por ejemplo, NO", SO4- o Fe3+). Las bacterias facultativas pueden obtener energía. ya sea a través del proceso de respiración, o durante la fermentación dependiendo de la presencia o ausencia de oxígeno en el ambiente.
Propiedades bioquímicas de las bacterias.
Para diferenciar las bacterias se estudia su capacidad para fermentar carbohidratos, formar diversos productos (sulfuro de hidrógeno, indol) o hidrolizar proteínas.
Propiedades antigénicas de las bacterias.
Propiedades antigénicas de las bacterias. de diversas bacterias son específicos y están asociados con características estructurales de las estructuras celulares, reconocidas por antisueros especiales como determinantes antigénicos. La tipificación de bacterias por estructura antigénica se realiza mediante una reacción de aglutinación (RA), mezclando una gota de antisuero con una gota de suspensión bacteriana. Con una reacción positiva, aparecen grumos agregados individuales en una suspensión bacteriana inicialmente homogénea. Se distinguen los siguientes tipos de Ag:
específico del género, detectado en todos los representantes de un género en particular, incluidas cepas individuales;
específico de especie, detectado en especies individuales y cepas de microorganismos;
Serovar- (cepa) específico, detectado en representantes de varios subgrupos (cepas) dentro de una especie en particular.
Sensibilidad de las bacterias a los bacteriófagos.
Porque el bacterias virus interactúan solo con bacterias sensibles, luego, en algunos casos, su sensibilidad a los bacteriófagos se utiliza para diferenciar las bacterias.
Composición química de las bacterias.
Una característica de clasificación importante es total. composición química de las células bacterianas. Generalmente se determina el contenido y la composición de azúcares, lípidos y aminoácidos en las paredes celulares.
Relación genética de las bacterias.
Para clasificación filogenética de las bacterias el mejor y más informativo indicador es el parentesco genético. Al sistematizar las bacterias en función de sus relaciones genéticas, se tienen en cuenta una serie de indicadores.
La capacidad de intercambiar información genética (por ejemplo, en el proceso de transformación o conjugación) es posible solo entre organismos del mismo género o especie.
Composición de las bases del ADN (relación guanina-citosina:adenina-timina).
Similitud de ácidos nucleicos revelada por hibridación.
"Estándar dorado"para determinar el grado de parentesco entre bacterias, establecer similitudes en la secuencia de ácidos nucleicos. Sin embargo, como resultado del intercambio de información genética, el genotipo de las bacterias puede cambiar significativamente, por lo que este enfoque de la taxonomía resulta inconveniente en la práctica.
Las bacterias son criaturas diminutas y mucha gente piensa que tienen una estructura muy simple. Por supuesto, cada bacteria es sólo una célula, que no tiene partes separadas del cuerpo como piernas o brazos, ni ojos ni nariz, y ni siquiera un núcleo celular. Pero de alguna manera las bacterias sobreviven y logran prosperar con un tamaño y capacidades aparentemente limitados, y también encuentran una gran cantidad de soluciones originales para hacer sus propias vidas más fáciles. Por ejemplo, para moverse, es decir, influir en su posición en el espacio de forma independiente y sin esperar a que pase una corriente, las bacterias inventan los trucos más sorprendentes. Por supuesto, probablemente ya hayas oído hablar de los flagelos bacterianos. ¿Qué son las contracciones? ¿Y cómo puedes moverte con la ayuda de los azúcares? Echemos un vistazo más de cerca a las bacterias. Y prestemos inmediatamente atención a qué utilizan las bacterias para montar sus medios de transporte.
Dieta proteica
Entre las bacterias móviles, la mayoría son aquellas que utilizan moléculas de proteínas para moverse. ¿Cómo los usan? Muchas bacterias sintetizan proteínas especiales a partir de las cuales forman un hilo en movimiento. flagelo(Figura 1). El flagelo consta de tres partes: el filamento (el hilo mismo), el gancho y el cuerpo basal. Cada una de estas partes está formada por proteínas. En una bacteria bien estudiada, Escherichia coli, las proteínas que forman el filamento se llaman flagelinas y se denotan con las letras Flg, Fli, Flh (de la palabra latina flagelo- flagelo). Las flagelinas se pliegan formando un hilo que se fija al cuerpo basal mediante un gancho. El cuerpo basal es algo así como un ancla que está firmemente anclada en la membrana celular y puede girar libremente en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj. Las bacterias pueden tener uno o más flagelos.
¿Qué tipos de movimiento proporciona el flagelo? Si la bacteria está en un medio líquido, entonces el flagelo la ayuda. nadar. La natación es la forma más rápida de viajar. Además, la bacteria puede controlar bastante bien su movimiento cambiando la dirección de rotación del cuerpo basal: la rotación del cuerpo basal en el sentido de las agujas del reloj empuja la célula lejos del flagelo y los golpes en el sentido contrario a las agujas del reloj tiran de la célula siguiendo el flagelo.
Ahora imagina agitar los flagelos sobre una superficie sólida humedecida con líquido. Las bacterias no flotarán, sino que se esparcirán en un solo plano. Este movimiento se llama enjambre. El enjambre ocurre con mayor frecuencia en bacterias que viven en grandes colonias: las bacterias móviles ubicadas en el borde intentan moverse lo más lejos posible y establecer sus propias colonias.
Las bacterias también pueden crear filamentos más cortos y simples que los flagelos: pili. La celda puede adherirse a algo sólido con la ayuda de una sierra y luego arrastrarse hasta el lugar de unión, desmontando este hilo, comenzando desde el lugar donde está unida la sierra a la celda (Fig. 2). Podemos decir que la célula se mueve a sacudidas. Este tipo de movimiento en una celda se llama contracciones(Inglés) contracción nerviosa- tirar, arrastrar). Y si varias bacterias unidas entre sí actúan de esta manera, entonces juntas deslizar sobre una superficie dura.
Las membranas celulares pueden contener varios complejos proteicos, por ejemplo, anillos de proteínas que rodean la célula. Estos anillos giran como las orugas de un tractor de orugas y ayudan a las bacterias deslizar sobre una superficie dura. Las bacterias tienen este método de movilidad. Flavobacterium johnsoniae.
Otras bacterias tienen proteínas ubicadas a lo largo de toda la superficie de la célula. Estas proteínas crean ondas longitudinales y la bacteria se retuerce y flota en la columna de agua o diapositivas sobre un sustrato sólido.
Muchos microorganismos son capaces de moverse, pero cada uno tiene un mecanismo específico o un conjunto de varios mecanismos. Por eso, por ejemplo, dicen que esta estructura del flagelo es característica de E. coli, pero en otra bacteria, que también nada con la ayuda de un flagelo, todo puede estar dispuesto de manera diferente, y los científicos estudian cada bacteria por separado.
Como habrás notado, los modos de movimiento descritos hasta ahora permiten a la bacteria nadar o deslizarse dependiendo de si se encuentra en una superficie líquida o sólida. Pero el deslizamiento puede ser el único método de movimiento disponible.
Camino del azúcar
Muchas bacterias secretan azúcares. Cuando se mezclan con agua, los azúcares forman moco. El moco facilita el movimiento de las células a lo largo de una superficie sólida mediante flagelos.
Sin embargo, la propia mucosidad puede ser una fuente de movimiento. Imagina que estás inflando un globo. De repente, la pelota se te escapa de las manos y sale volando bajo la fuerza de una corriente de aire que sale abruptamente de la pelota. Las bacterias pueden esforzarse de manera similar.
Especies de bacterias Oscillatoria princeps(Fig. 3, izquierda) viven unidos en largos hilos. Aunque cada célula es un organismo independiente, están conectadas entre sí por una cápsula exterior transparente, que también está hecha de azúcares. En las células cerca del lugar donde se conectan entre sí hay poros de contacto ubicados en ángulo con la superficie del hilo (Fig.3, a la derecha). Algunos de ellos se giran hacia un extremo del hilo y la otra mitad hacia el otro. El moco fluye en una dirección y entra en un canal formado por proteínas en la superficie de las células. El canal envuelve las células en espiral, el moco que fluye a través de él provoca la rotación de las células y todo el hilo se desliza a lo largo de una superficie sólida, como un sacacorchos; este método de movimiento se llama "motilidad asistida". corriente en chorro".
La liberación de azúcares a través de poros especiales o el batido de flagelos son métodos activos de movimiento celular. La bacteria interactúa con el medio ambiente y es repelida activamente por el agua o una superficie dura. Pero también existe la motilidad pasiva, cuando los cambios dentro de la célula provocan su movimiento debido a fuerzas externas, por ejemplo, el flujo de agua.
Cilindros de gas
Las bacterias pueden cambiar su flotabilidad acumulando aire atmosférico en su interior. El aire se difunde constantemente en la columna de agua y las bacterias pueden seleccionar y acumular específicamente moléculas de varios gases en un globo especial hecho de proteínas. Así, la célula cambia de densidad, comienza a pesar menos y flota hacia arriba, empujada por la fuerza de Arquímedes. Si las bacterias necesitan volver a hundirse, pueden eliminar el aire o acumular azúcares pesados en su interior.
¿En qué dirección debo nadar?
Para encontrarse en las condiciones más adecuadas, muchas bacterias no se mueven al azar, sino a propósito, acercándose a algún objeto agradable (por ejemplo, comida o luz) o nadando lo más lejos posible de uno desagradable (por ejemplo, moléculas secretadas por otras bacterias). ). Este movimiento intencionado se llama Taxis. Para reconocer señales del mundo exterior, la bacteria sintetiza proteínas especiales: receptores que se encuentran en su superficie. Cada tipo de receptor responde a su propio estímulo: moléculas de alimentos, luz, etc. Habiendo detectado su estímulo, el receptor transmite una señal al respecto dentro de la célula.
Pero la señal transmitida por el receptor solo indica que el objeto deseado está en algún lugar cercano, pero no indica en qué lado de la bacteria se encuentra. Y para encontrar alimento, las bacterias tienen que ser astutas. Al sentir la comida, la bacteria nada durante unos milisegundos utilizando un flagelo en una dirección aleatoria. Si la señal se debilita durante el movimiento, la bacteria se detiene repentinamente, gira nuevamente e intenta nadar en la otra dirección. Si esta vez aumenta la señal de los alimentos, entonces la bacteria nada una distancia mayor en esa dirección. Así, casi jugando al juego de “frío y calor”, la bacteria logra su objetivo (Fig. 4).
Si una célula no tiene flagelo, le resulta mucho más difícil moverse con determinación. Pero incluso aquí se te ocurre algo. Por ejemplo, los cilindros de gas dentro de la célula mueven la bacteria hacia arriba y hacia abajo, acercándola a la superficie del depósito, al oxígeno y a la luz, o hundiéndola hasta el fondo.
microjuego
Intente descifrar cuatro palabras relacionadas con la microbiología rastreando el movimiento de las bacterias hacia los alimentos.
Cada bacteria comienza a moverse a partir de la letra que indica la flecha que emana de la bacteria. Luego, la bacteria cambia de dirección, según la pequeña flecha negra al lado de la letra. Si una bacteria se acerca a la comida (punto rojo), nada tres células (horizontalmente, verticalmente o directamente en diagonal), gira nuevamente según la dirección de la flecha en esta celda, y así sucesivamente. Si una bacteria nada en dirección opuesta a la comida, solo mueve una célula. Si el movimiento es bastante neutro, entonces la bacteria nada dos células.
¿Te resultan familiares todas las palabras?
Literatura
- Pinevich A.V. Microbiología. Biología de los procariotas: libro de texto. Volumen 1. San Petersburgo: Editorial de San Petersburgo. Universidad, 2007. - págs. 225, 320–330;
- Netrusov A.I. y Kotova I.B. Microbiología: un libro de texto para estudiantes. más alto libro de texto establecimientos (3ª ed.). M.: Centro Editorial "Academia", 2009. - págs. 63–64;
- Mark J. McBride. (2001). Motilidad de deslizamiento bacteriano: múltiples mecanismos para el movimiento celular sobre superficies. Año. Rdo. Microbiol.. 55 , 49-75;
- El misterio del olor varonil;
- McLeod A. (2009). Bacterias para principiantes. OoCities.org.
Aproximadamente el 50% de las bacterias tienen la capacidad de moverse. Se trata principalmente de muchas formas de bacterias con forma de bastón y todas enrevesadas. Casi todas las bacterias esféricas (cocos), más del 50% de las bacterias con forma de bastón y muchas otras están inmóviles.
Muy a menudo, el movimiento se realiza utilizando flagelos(ver Fig. 5): hilos delgados de 10 a 20 nm de espesor, que consisten en una proteína especial flagelina. La longitud de los flagelos puede ser muchas veces mayor que la longitud de la célula. Los flagelos (Fig. 5) se unen a la membrana mediante dos pares. discos base y a través de los poros que hay en él y de la pared celular salen. Velocidad de movimiento de las bacterias. Con el uso de flagelos es alto (20-60 µm/s).
Arroz. 5. Esquema de fijación del flagelo: 1 - pared celular; 2 - membrana citoplasmática; 3 - membrana de flagelos; 4 - discos básicos; 5 - flagelos
La naturaleza de la disposición de los flagelos en la superficie celular es una de las características de la clasificación de las bacterias.
Su número puede ser de 1 a 100. Las bacterias que tienen un flagelo al final de la célula se llaman monotricos; con un haz de flagelos en uno o ambos extremos de la célula - lofotricami; un flagelo en ambos extremos - anfitricos. Las bacterias en las que los flagelos cubren toda la superficie de la célula se llaman peritrico. Los flagelos proporcionan movimiento celular activo solo en un medio líquido, y cuando los flagelos se pierden debido al envejecimiento o al estrés mecánico, las células pierden la capacidad de moverse, pero conservan su viabilidad.
Las formas móviles también incluyen espiroquetas, algunas bacterias filamentosas (multicelulares) y otras que no tienen flagelos. Las espiroquetas pueden moverse tanto en un medio líquido como en un sustrato sólido como resultado de contracciones onduladas de la célula. Las bacterias filamentosas, cianobacterias y otras tienen un movimiento de tipo deslizante a lo largo de sustratos sólidos y semisólidos.
La capacidad de moverse permite a las bacterias desplazarse a aquella zona del ambiente en la que las condiciones para su crecimiento y reproducción (concentración de nutrientes y oxígeno en el ambiente, luz, etc.) son más óptimas.
Los flagelos son los órganos de movimiento de las bacterias y están formados por la proteína flagelina. Según el número y la naturaleza de la disposición de los flagelos, se distinguen bacterias monotricas, lofotricas, anfítricas y peritricas. Los flagelos tienen propiedades antigénicas (antígeno H) y permiten que las bacterias se mezclen en el medio líquido.
La presencia de flagelos se puede juzgar por la naturaleza del movimiento de las bacterias en gotas "trituradas" y "colgantes" con el condensador bajado y el diafragma del microscopio parcialmente cubierto.
Método de "gota triturada"
El cultivo en una solución isotónica de cloruro de sodio se aplica a un portaobjetos de vidrio y se coloca un cubreobjetos encima. La gota de material debe ser de un tamaño tal que llene todo el espacio entre el cubreobjetos y el portaobjetos y no sobresalga más allá del cubreobjetos. La preparación se examina con el sistema de inmersión y el condensador ligeramente bajado.
Método de caída colgante
Debes tener un portaobjetos de vidrio con un microscopio. Se aplica una gota del cultivo a un cubreobjetos y encima se coloca un portaobjetos de vidrio con una lente en el medio, cuyos bordes están recubiertos previamente con vaselina. Luego se presiona ligeramente el portaobjetos contra el cubreobjetos y se da vuelta la preparación con el cubreobjetos hacia arriba. El resultado es una cámara herméticamente cerrada en la que la gota no se seca durante mucho tiempo.
Aislamiento de cultivo microbiano puro (mecánico y biológico)
Un cultivo puro es una población de microorganismos de una especie. Para aislar un cultivo puro de aerobios se utilizan métodos basados en:
ü Separación mecánica de células bacterianas.
o Método Drigalski: distribución de una gota de una suspensión de material con
usando una espátula;
o Tamizar tamizar;
o El método de Koch es cuantitativo y permite determinar
ü el número de bacterias en el material de prueba
ü Métodos biológicos:
o Siembra en medios electivos;
o Método Shukevich: sembrar material en el condensado de un MPA biselado para
ü aislamiento de cultivos puros de bacterias con crecimiento rastrero
ü (por ejemplo, Proteo);
o Tratamiento con ácidos y álcalis (por ejemplo, micobacterias
tuberculosis);
o Calentar a 80°C para aislar las formas de esporas;
o Infección de animales de laboratorio - para el diagnóstico de zoonosis, etc.
ü (tularemia).
El aislamiento de un cultivo puro de microbios es una etapa obligatoria de cualquier estudio bacteriológico. El cultivo puro es necesario para el estudio de las propiedades morfológicas, culturales, bioquímicas y antigénicas, cuyo conjunto determina la especie del microorganismo en estudio.
Método de separación mecánica de microorganismos ubicados en el material en estudio con el fin de obtener colonias aisladas en la superficie o en las profundidades del medio nutritivo. Los medios nutritivos electivos se utilizan ampliamente.
Al aislar un cultivo puro de microbios patógenos a partir de material patológico contaminado con microflora extraña, a veces se recurre a infectar animales de laboratorio que son susceptibles al tipo de microbio que se supone que se debe aislar del material en estudio. El método biológico de aislar un cultivo puro se utiliza para examinar el esputo en busca de neumococos y Mycobacterium tuberculosis. Obtención de un cultivo puro mediante tamizado en las profundidades del medio (según Koch). Se colocan tres tubos de ensayo que contienen 15 ml de agar peptona de carne cada uno en un baño de agua para derretir el agar. El medio fundido se enfría a una temperatura de 43-45 °C. Se introduce un asa bacteriana del material de prueba en el tubo de ensayo. Después de esto, se calcina y se enfría; Mediante un asa se transfiere el contenido del 1er tubo de ensayo al 2º y de la misma forma del 2º al 3º. Las diluciones preparadas de microbios se vierten de los tubos de ensayo en placas de Petri estériles, marcadas con números correspondientes a los números de los tubos de ensayo. Después de que el medio con el material de prueba se haya gelificado, las copas se colocan en un termostato. El número de colonias en las placas de medio de cultivo disminuye a medida que se diluye el material.
Método Drygalsky
El método Drigalsky se basa en la separación mecánica de todo tipo de microbios que componen el material en estudio en la superficie de un medio denso y nutritivo.
1. Determinación de la composición microbiana del material de prueba (preparación
frotis* tinción de Gram). v
2. Siembra en placa de Petri: se aplica una gota de material a la superficie.
MPA y frotar con una espátula. Sin quemar la espátula y sin coger una nueva
material, siembre la segunda y tercera copa.
3. Las copas sembradas se dan vuelta y se incuban en un termostato.
18-20 horas a una temperatura de 37°C.
1. Estudio macroscópico de colonias por tamaño, forma, color,
la naturaleza de la superficie, bordes, consistencia. .
2. Examen microscópico de una colonia de prueba (preparación
frotis, tinción de Gram).
3. La parte restante de la colonia se transfiere a un tubo de ensayo con agar inclinado.
4. El tubo de ensayo se incuba en un termostato durante 18 a 20 horas a una temperatura de 37°C.
Comprobación de la pureza del cultivo (macroscópicamente - crecimiento uniforme, microscópicamente - células homogéneas en características morfológicas y tintóreas).
La identificación se realiza mediante:
Propiedades enzimáticas.
Propiedades antigénicas, toxicogenicidad y otras características.
Sensibilidad a los fagos
Movilidad microbiana Movilidad microbiana
movimiento activo del cuerpo en el espacio. Característica de muchos tipos de bacterias, protozoos y hongos. No se han descrito formas móviles de virus. P. es una característica genética de especie relativamente constante y, por lo tanto, se utiliza ampliamente para fines de clasificación e identificación de microbios. Las bacterias, las zoosporas de los hongos y los protozoos de la clase Mastigophora se mueven con la ayuda de flagelos, amebas y algunos esporozoos (pseudópodos, ciliados) cilios. El movimiento de las espiroquetas se lleva a cabo debido a la contracción activa de las fibrillas del filamento periaxilar y del protoplasma, las gregarinas y algunos tipos de esporozoos se deslizan lentamente como resultado de la contracción de la película, las diatomeas se mueven debido a la contracción del citoplasma, las mixobacterias - producción de secreción mucinoide. Pm. determinado por observación directa bajo un microscopio (preferiblemente en contraste de fases o en campo oscuro) de una gota presionada o colgante. La raza debe ser joven y cálida. Es necesario recordar que los microorganismos tienen movimiento browniano y movimiento pasivo de células junto con el flujo de líquido. Aproximadamente p.m. También se puede juzgar por la turbidez difusa del medio nutritivo semilíquido transparente, en el que se siembra mediante inyección. Cm. Taxis en bacterias, flagelos.
(Fuente: Diccionario de términos de microbiología)
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