Палочковидные бактерии – группа прокариотов, к которой относятся микроорганизмы, имеющие конфигурацию палочки. Справедливости ради нужно отметить, что такая классификация является в большой степени условной и используется микробиологами очень редко. Высокая условность связана с тем, что практически любая бактерия, кроме кокков, может быть охарактеризована как палочка той или иной формы.
Рост или культуральная среда состоит из различных питательных веществ, которые необходимы для роста микроорганизмов. Поскольку существует много типов микроорганизмов, каждый из которых обладает уникальными свойствами и требует определенных питательных веществ для роста, существует много типов, основанных на том, какие питательные вещества они содержат и какую функцию они играют в росте микроорганизмов.
Культура может быть твердой или жидкой. Твердая культуральная среда состоит из коричневого желеобразного вещества, известного как агар. К нему добавляются различные питательные вещества и химические вещества, чтобы обеспечить рост различных микроорганизмов.
Основные представители
К основным представителям этого сообщества относятся бациллы. Это палочковидные бактерии, которые имеют грамположительную клеточную стенку и образовывают неистребимые споры. Кроме указанных свойств, бациллы имеют следующие характеристики:
- В большинстве своем они сапрофиты. , которые разрушают отмершую органику и превращают ее в простейшую неорганику.
- Практически все бациллы толерантны к кислороду. Многие из них аэробы, а остальные – облигатные анаэробы (для своей жизнедеятельности могут не использовать кислород, но кислород для них ядом не является).
- Метаболизм бацилл имеет хемоорганотрофную структуру (живут за счет энергии химических реакций).
- Бациллы подвижны и двигаются как вибрионы – при помощи жгутиков.
- Многие вызывают сильнейшие заболевания у человека и имеют высокую вирулентность.
К самым опасным бациллам относятся те, которые в быту называют возбудителями сибирской язвы. Вид взывает сильнейшие токсические отравления органов пищеварения человека.
Культура сохранения культуры
Ниже приведены некоторые виды важной культуры или среды роста, используемые в микробиологических лабораториях. Он состоит из всех основных питательных веществ, необходимых для роста микроорганизмов, и используется для сохранения определенного типа микроорганизма, предпочтительно бактерий или набора различных микробных объектов в течение длительного периода времени.
Основная цель этой культуры заключается в том, чтобы позволить этим микроорганизмам безопасно расти в гарантированной среде, в которой есть все важные питательные вещества и защитить их от любого экологического ущерба, чтобы эти организмы могли использоваться, когда это необходимо.
Другие разновидности
Кроме микроорганизмов, которые даже в своем названии имеют отсылку к конфигурации, определяющей классификационные характеристики такой группы, как палочковидные бактерии, сюда относятся:
- кокки с неправильной округлой формой;
- энтеробактерии;
- лактобациллы;
- псевдомонады;
- хламидии;
- риккетсии.
Это те прокариоты, форму которых на сегодня удалось изучить, и которые имеют систематизирующее описание.
Это жидкая среда, которая позволяет микроорганизмам размножаться и содержит необходимые питательные вещества. Обычно он состоит из бактерий, взятых из жидкого источника, такого как вода из пруда. Основной питательный бульон наиболее часто используется.
Это особый тип среды, который позволяет выращивать определенные микроорганизмы, одновременно препятствуя росту других. Например, если мы хотим изолировать конкретные бактерии, скажем, что это может привести к кислой среде из образца воды из пруда и избавиться от других, будет предпринята селективная среда с низким рН, которая позволит увеличить только те организмы которые могут выдержать кислотность и убьют других, которые не могут.
Имеющихся данных достаточно, чтобы говорить о том, что палочковидные – одна из самых широких . Ни вибрионы, ни кокки не могут похвастаться таким родовым и видовым разнообразием.
Самые безопасные для человека микробы, которые имеют форму палочки, – лактобактерии. Они не вызывают отправлений, не превращаются в споры и зачастую неподвижны, как кокки.
Это среда, которая используется для дифференциации бактерий с использованием маркера идентификации для определенного типа микроорганизма. Селективные и дифференциальные культурные среды являются противоположностями друг к другу таким образом, что один ингибирует рост других организмов, позволяя тем самым рост некоторых, в то время как другой не убивает других, а лишь выделяет один тип.
Кровавый агар представляет собой обычную дифференциальную культуральную среду, используемую для идентификации бактерий, вызывающих гемолиз в крови. Это особый тип среды, который используется для выращивания микроорганизмов, которые повреждены и потеряли способность производить из-за определенных вредных факторов окружающей среды.
Энтеробактерии чаще всего имеют конфигурацию палочки, но есть виды, которые классифицируются как вибрионы и кокки. К энтеробактериям относятся микроорганизмы, которые называют одной из основных угроз здоровью человека. Сюда входят бактерии сальмонелла, кишечная палочка, чумная палочка и другие сильнейшие патогены.
Кокки с неправильной формой также называют палочковидными патогенами. Они вызывают такие заболевания, как бактериемия, менингит, эндокардит и другие поражения внутренних органов.
Эта культура позволяет организмам восстанавливать свой метаболизм, обеспечивая питательные вещества, которые были лишены организмы. Например, тип бактерий, который требует гистамина для его роста, подвергается среде, в которой отсутствует этот важный компонент, ее рост будет ингибироваться.
Если те же бактерии затем помещаются в среду, состоящую из гистамина, она снова начнет расти. В этом случае среда, содержащая гистамин, будет действовать как реанимационная среда. Примером широко используемой культуральной среды для реанимации является триптический соевый агар.
Основной причиной заражения энтерококками овальной конфигурации микробиологи называют плохое качество воды, которая используется человеком в быту.
В отличие от единичных вибрионов, практически все группы палочковидных прокариотов состоят из нескольких бактериальных клеток:
- если форма состоит из двух бактериальных клеток, то ее называют диплобациллой;
- если из нескольких – стрептобациллой.
Благодаря тому, что палочковидные микробы – наиболее изученная группа прокариотов, у микробиологов есть все инструменты и методы, которые позволяют быстро и качественно выделить как патогенные, так и безопасные штаммы бацилл, идентифицировать их и вовремя определиться с антибиотиками или, наоборот, со способами изготовления биопрепаратов на основе жизнедеятельности этой .
Средство общего назначения представляет собой носитель, который имеет множественный эффект, то есть его можно использовать в качестве избирательной, порядочной или реанимационной среды. Изоляционная культуральная среда представляет собой простой агар, содержащий твердую среду, которая позволяет выращивать микроорганизмы в направлении полос.
Например, бактерии будут расти только по рисунку, сделанному на затвердевшем агаре во время метода штриховой пластины. Это наиболее распространенная среда в микробиологических лабораториях. Культуральная среда для ферментации представляет собой жидкую селективную среду, которая используется для получения культуры конкретного организма более вероятными дрожжами или конкретным токсином.
Морфология бактерий (прокариот)
Бактерии (греч. bakterion — палочка) — микроорганизмы с прокариотным типом строения. Преимущественно это одноклеточные организмы, однако существует немало форм, состоящих из многих клеток. Термин «прокариоты» равнозначен термину «бактерии».
Ферментационная среда также может быть дифференциальной, но в основном она является селективной по своей природе, что позволяет выращивать один тип, одновременно препятствуя росту других. Мы забываем журналистское выражение, и мы будем обращать внимание на достоинства вещи. Сообщение верно, но это не сенсационно. Первые сообщения о бактериях с больших глубин земной коры относятся к 1930-м годам. Но было проблемой доказать, что бактерии действительно живут в этих профилях, то есть они не были введены с поверхности путем бурения и охлаждения воды.
Форма и размеры бактерий
По форме клеток бактерии подразделяются на три основные группы: шаровидные, или кокки, палочковидные и извитые (рис. 1).
Кокки (греч. kokkos — зерно, лат coccus — ягода). Имеют сферическую форму в виде правильного шара, эллипса, боба, ланцета. В зависимости от взаимного расположения клеток после деления различают: микрококки, или монококки, стафилококки, диплококки, стрептококки, тетракокки и сарцины.
Сегодня, возможно, не обязательно поднимать брови, когда упоминаются экстремальные физические условия. Высокие давления не являются препятствием для жизни, а высокие температуры не имеют значения, например, при гипертермофильных бактериях, если они остаются в жидком состоянии. Бактерии, выделенные из глубоководных болот, могут легко расти в лаборатории при 110-120 градусах. Конечно, вы можете взять образец воды и искать бактерии, но вы не знаете, живут ли они или просто попадают туда. Поэтому, если мы исключаем загрязнение извне и признаем, что адские условия могут стоять, мы спрашиваем, что такое организмы, как они туда попадают и что они там живут.
Рис. 1. Основные формы бактерий
А — микрококки; б — диплококки и тетракокки; в — сарцины; г — стрептококки; д — стафилококки; е. ж — палочковидные бактерии; з — вибрионы; и — спириллы; к — спирохеты
Микрококки (лат. micrococcus — маленький) делятся в равных плоскостях и располагаются одиночно, парами или беспорядочно. Сапрофиты, обитают в почве, воде, воздухе. Например, Micrococcus luteus.
Окружающий камень доступен. На первый взгляд, мы должны спросить, как они получают органический углерод и каков источник энергии для них - тепло не. Когда мы удаляем их из натурального материала и находим их под микроскопом, мы увидим палки, шары, шарики, спирохеты - они не изменяют изменчивость бактерий. Анализируя изолированный генетический материал, мы, вероятно, найдем десятки видов. Каковы их метаболические свойства? но какова их роль в экосистеме, мы можем научиться сажать эти изоляты на основе питательных веществ и надеяться на них расти. Надежда низкая - даже после многих лет исследований в лаборатории можно выращивать только 1-5% бактерий, присутствующих в таких распространенных биотопах, как морская вода, осадок или почва. Мы мало знаем о тех, кто отказывается расти, потому что мы либо не предлагали им подходящую питательную среду, либо выращивали только в симбиозе с другими бактериями. Для бактерий из глубоких скважин мы должны культивировать в устройстве, подобном стерилизационному автоклаву. Что-то подрастет для нас. Откуда они? Прежде чем вода попадает в глубины поверхности, она длится десятки тысяч лет и тщательно профилируется, так что регулярное введение бактерий с поверхности не учитывается. Таким образом, бактерии могли попасть туда во время осаждения осадков или случайных процессов. Похоже, что эти экосистемы полностью изолированы и не вступают в контакт с поверхностной жизнью на десятилетия вперед. Как и в любой тюрьме, у них также есть преимущество - долгосрочная стабильность и непреложные условия. Органический углерод может присутствовать в отложениях в виде нефти или так называемых керогенных, углеродистых породных примесей или растворенного органического вещества, которые приносят воду. Энергетический выигрыш от этого процесса высок. Но в глубине органическое вещество где-то, а кислорода нигде нет, поэтому жителям этих сред приходится искать другие окислительные восстановители - и они делают это с большой изобретательностью. Из этого предложения, в соответствии с условиями, пара накапливается так, что что-то окисляется и что-то уменьшает, и в то же время расслабляет хотя бы некоторую энергию. Единственным окисляемым веществом в этой среде является водород, который образуется в результате реакции воды с соединениями железа в породе. Затем мы можем определить и изучить их физиологию. . Размышления о том, специализируются ли эти изолированные, основанные на фотосинтезе полностью независимые экосистемы, в экстремальных условиях или, с другой стороны, свидетельствуют о ранней эволюции жизни на нашей планете, не говоря уже о других временах.
Стафилококки (греч. staphyle — виноградная гроздь) — кокки, делящиеся в различных плоскостях и располагающиеся несимметричными гроздями, иногда одиночно, парами, тетрадами. Сапрофиты и патогенные. Например, Staphylococcus aureus.
Диплококки (греч. diploos — двойной) делятся в одной плоскости, образуя попарно соединенные кокки. Например, Azotobacter chroococcum.
В глубинах бывшего медного рудника в северной Калифорнии микроорганизм живет в кислых фильтратах, показывая, как мало жить. Немного меньше обычных бактерий достаточно для генетической информации, которая является образовательной для человеческой, как тонкая брошюра по сравнению с словарем Отто.
Они напоминают маленькие бактерии, но попадают в другую группу одноклеточных организмов: Архея. Многие другие члены этой группы также любят условия, которые не выживут ни одно другое существо. Они настолько сопоставимы с самыми большими вирусами. Вирусы не могут рассматриваться как живые организмы, в истинном смысле этого слова - это просто белок капсула, содержащая генетическую информацию, необходимые для их копии, чтобы проникнуть в чужие клетки. Вирус - «плохая новость, обернутая белком», поскольку их среди популярных вирусологических характеристик.
Стрептококки (греч. streptos — цепочка) — кокки, расположенные в виде цепочки, встречаются одиночные и парные клетки, иногда тетрады. Образуются при делении в одной плоскости. Сапрофиты и патогенные. Например, Streptococcus pyogenes.
Тетракокки (греч. tetra — четыре) — кокки, которые делятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и располагаются по четыре.
Биологи также знают другие подобные микроорганизмы, но все они являются паразитами, которые питаются другими организмами. Ученые из Калифорнийского университета читают геном и считают его чрезвычайно маленьким. Они сообщают об этом в онлайн-версии Трудов Национальной академии наук. Геном - всего миллион букв генетического алфавита. Для сравнения, у нас около трех миллиардов, общей бактерии около четырех миллионов. Поэтому дальнейшие исследования могут предоставить информацию о том, какая минимальная конфигурация генов действительно необходима для независимого существования.
Сарцины (лат. sarcio — связываю) — кокки, делящиеся в трех взаимно перпендикулярных плоскостях и образующие правильные пакеты по 8—16 клеток и более. Сапрофиты, встречаются в воздухе, почве, кишечнике животных и человека. Например, Sarcina ureae.
Палочковидные бактерии. Это самая многочисленная группа прокариот. Они имеют осевую симметрию и цилиндрическую форму тела с округлыми или заостренными концами. Палочковидные формы делят на две группы: неспоровые палочки — бактерии (Bacterium) и палочки, образующие споры, — бациллы (Bacillus). Палочки, у которых диаметр споры превышает ширину вегетативной клетки, принято называть клостридиями (Clostridium).
Радиоактивность как основа жизни. Почти три километра ниже земной поверхности были обнаружены бактерии, которые живут на радиоактивность. Уран их производят водород, и что они присутствуют в сочетании с сульфатами, становится источником энергии. Живите так, в течение миллионов лет, и они совершенно равнодушны к тому, что происходит на поверхности Земли.
Ученые из Университета Индианы Блумингтон, вместе с восемью другими сотрудничающими учреждениями опубликовали в открытии этой недели бактерий, которые живут в горных породах в 2, 8 км ниже поверхности. Судьба этих бактерий связана с радиоактивным ураном, излучение преобразует молекулы воды в полезную энергию.
В зависимости от взаимного расположения клеток палочковидные бактерии подразделяют на одиночные и бессистемные скопления, диплобактерии и диплобациллы (располагающиеся попарно), а также стрептобактерии и стрептобациллы (формы, образующие длинные или короткие цепочки). Сапрофиты и патогенные виды. Например, Bacillus anthracis, Clostridium tetani.
К палочковидным формам также относят коринебактерии и фузобактерии.
Коринебактерии....греч. korync — булава) — прямые или изогнутые палочки с булавовидными утолщениями на концах. Сапрофиты, патогенны для животных и человека. Например, Corynebacterium pseudotuberculosis и др.
Фузобактерии — длинные, толстые, с заостренными концами палочки. Имеются патогенные виды — возбудитель некробактсриоза (Fusobacterium necrophorum).
Извитые бактерии. Обладают спиральной симметрией. К ним относятся вибрионы, спириллы и спирохеты.
Вибрионы (лат. vibrio — извиваюсь). Клетки вибрионов имеют цилиндрическую изогнутую форму, образуя 1/4—1/2 завитка спирали, и напоминают запятую. Сапрофиты и патогенные. Например, Vibrio cholerae.
Спириллы (лат, spira — изгиб) — бактерии, имеющие форму спирально извитых палочек с 4—6 витками. Обитают в пресной и морской воде. Преимущественно сапрофиты (Spirillum volutans); к патогенным видам относятся S. minus и кампилобактсры (Campylobacter fetus).
Спирохеты (spirochaeta; греч. speira — изгиб и chaite — длинные волосы) — прокариоты спирально извитой формы. У спирохет выявляется два типа витков: первичные — образованные изгибами протоплазматического цилиндра, и вторичные — представляющие изгибы всего тела. Спирохеты — эластичные спиралевидные длинные клетки, состоящие из осевой нити (аксистиля), цитоплазмы с рибосомами и включениями, нуклеоида, мезосом, цитоплазматической мембраны и клеточной стенки. Тонкая эластичная клеточная стенка состоит из наружной липопротеидной мембраны и несплошного слоя паптидогликана. Осевая нить растянута на всю длину клетки, выполняет локомоторную и опорную функции, содержит пучок из 2—150 аксиальных (опорных) фибрилл, состоящих из аминосахара кутина. Количество и величина фибрилл у разных видов неодинаковы. Протоплазматический цилиндр упакован спиралевидно и окружен аксиальными фибриллами, прикрепляющимися к дискам на его концах. Фибриллы заключены в перипласте (между цитоплазматической мембраной и клеточной стенкой). Движение спирохет осуществляется за счет активного сокращения осевой нити и протоплазматического цилиндра; формы движения разнообразны: вращательное, поступательное, сгибательное.
Размножаются поперечным делением. В неблагоприятных условиях спирохеты могут переходить в цисту — укороченную и свернутую в спираль, окруженную прочной оболочкой клетку.
По морфологии (размерам, числу и форме завитков), количеству осевых фибрилл, характеру движения, типу биологического окисления, экологии, патогенности в пределах группы спирохет дифференцируют: спирохеты, кристиспиры, трепонемы, боррелии и лептоспиры.
Спирохеты и кристиспиры обитают в открытых водоемах, иле, сточных водах; для позвоночных непатогенны. Кристиспиры — гигантские прокариоты (28—150 мкм) спирально изогнутой формы с плоской зернистой килевидной мембраной (криста), идущей вдоль тела клетки. Число фибрилл более 100.
Трепономы — спиралевидно извитые эластичные бактерии, размер 0,1—0,5, 5—20 мкм; осевая нить состоит из 1 или 4 фибрилл; хорошо выражены равномерные или неравномерные завитки; подвижны. Типовой вид — Treponema pallidum.
Боррелии — извитые нитевидные бактерии, размер 0,2— 0,5 Х5—30 мкм; осевая нить состоит из 15—20 параллельных фибрилл.
Лептоспиры — спиралевидные бактерии диаметром 0,1—0,25 мкм и длиной 6—30 мкм, формирующие около 20 мелких, тесно расположенных первичных завитков и 1—2 вторичных, придающих клетке форму, букв Г, S, С. Осевая нить состоит из 2 фибрилл. Главный тип движения — вращательно-поступательный. Например, Leptospira interrogans.
Бактерии не видимы невооруженным глазом. Поэтому для их изучения используют световые и электронные микроскопы. Клетки бактерий измеряются в микрометрах (1 мкм =10" м), элементы тонкого строения — в нанометрах (1нм = 10 м). Предел разрешения светового микроскопа составляет 0,2 мкм, современных моделей электронных микроскопов — 0,15—0,3 нм. Средние размеры прокариот лежат в пределах 0,5—3 мкм. Наиболее стабильны кокчи — их размер 0,5—2 мкм. Палочковидные формы обычно длиной 2—10 и шириной 0,5—1 мкм, мелкие палочки соответственно 0,7—1,5 и 0,2—0,4 мкм.
В 1967 г. Адлер описал мини-клетки. Они примерно в 10 раз меньше исходных бактерий, не содержат хромосомную ДНК и имеют только плазмидную. Среди бактерий могут быть гиганты, достигающие в длину 125 мкм и более. Размеры спирохет 0,2—0,75 х 5—500 мкм.