Ультраструктура и химический состав бактериальной клетки. Сложные методы окраски.Основы морфологии бактерий.Содержание: - Форма бактерий. Размер бактерий.
- Строение бактериальной клетки.
- Характеристика некоторых групп бактерий.
ФОРМА БАКТЕРИЙ. РАЗМЕР БАКТЕРИЙ.Отдельным видам бактерий с достаточным постоянством присущи определенные формы и размер.Выделяют три основные формы бактерий –
шаровидные,
палочковидные и
извитые.Шаровидные бактерии, или коккиФормашаровидная или овальная.По характеру расположения клеток в мазках выделяют:Микрококки – отдельно расположенные клетки.Диплококки – располагаются парами. Стрептококки – клетки округлой или вытянутой формы, составляющие цепочку. Сарцины – располагаются в виде «пакетов» из 8 и более кокков.Стафилококки – кокки, расположенные в виде грозди винограда в результате деления в разных плоскостях.
Рис. 1. Шаровидные бактерии (энтерококки). Электронная микрофотография (ЭМ). Палочковидные бактерииФорма палочковидная, концы клетки могут быть заостренными, закругленными, обрубленными, расщепленными, расширенными. Палочки могут быть правильной и неправильной формы, в том числе ветвящиеся, например у актиномицетов.По характеру расположения клеток в мазках выделяют: Монобактерии – расположены отдельными клетками.Диплобактерии – расположены по две клетки.Стрептобактериии – после деления образуют цепочки клеток. Палочковидные бактерии могут образовывать споры: бациллы и клостридии.
Рис. 2. Палочковидные бактерии (кишечная палочка). ЭМ. Извитые бактерииФорма - изогнутое тело в один или несколько оборотов.Вибрионы – изогнутость тела не превышает одного оборота.Спирохеты – изгибы тела в один или несколько оборотов.
Рис. 3. Извитые бактерии (холерный вибрион). ЭМ. Размер бактерий Микроорганизмы измеряются в микрометрах и нанометрах. Средние размеры бактерий – 2 – 3 х 0,3 – 0,8 мкм.Форма и размер - важный диагностический признак.Способность бактерий изменять свою форму и величину называется полиморфизм.СТРОЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОЙ КЛЕТКИБактериальная клетка состоит из клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, цитоплазмы с включениями и так называемым нуклеоидом. Имеются дополнительные структуры: капсула,микрокапсула, жгутики, пили. Некоторые бактерии в неблагоприятных условиях способны образовывать споры.
Рис. 4. Строение бактериальной клетки (схема)
. Сapsule - капсула;
Сell wall - клеточная стенка;
Cytoplasmic membrane - цитоплазматическая мембрана;
Mesosome - мезосома;
Flagellum - жгутик;
Pili - пили;
Cytoplasma - цитоплазма;
Nucleoid - нуклеоид;
Ribosomes - рибосомы;
Granular inclusion- включения.
Рис. 5. Определите форменные элементы бактериальной клетки.Грамположительные бактерии имеют толстую (многослойную) клеточную стенку.Окрашиваются по Граму в фиолетовый цвет .
Грамотрицательные бактерии имеют тонкую клеточную стенку, прикрытую снаружи тройным липидсодержащим слоем (внешняя мембрана).Окрашиваются по Граму в красный цвет.
Рис. 6. Строение клеточной стенки грамположительных (А) и грамотрицательных (Б) бактерий(схема). У грамположительных бактерий (А) основной слой -
пептидогликан - многослойный и пронизан тейхоевыми кислотами (толстая клеточная стенка); у грамотрицательных бактерий (Б) тонкий пептидогликан и над ним расположена внешняя мембрана, содержащая липиды (тонкая клеточная стенка).
Тинкториальные свойства – восприимчивость микроорганизмов к различным красителям.L-формы – бактерии, полностью лишенные клеточной стенки и способные размножаться.Споры и спорообразованиеСпоры бактерий - своеобразная форма покоящихся бактерий, форма сохранения наследственной информации в неблагоприятных условиях внешней среды и не является способом размножения, как у грибов.
Процесс спорообразования: спорогенная зона - проспора -
спора.В благоприятных условиях споры прорастают за 4-5 часов. Образуют споры в течение 18-20 часов.
Рис. 7. Спора внутри бактериальной клетки (ЭМ). Рис. 8. Споры сибиреязвенной палочки(светооптическая микроскопия, СМ).
ХАРАКТЕРИСТИКА НЕКОТОРЫХ ГРУПП БАКТЕРИЙ
Спирохеты – тонкие, длинные, извитые (спиралевидной формы), грамотрицательные бактерии. Размеры клеток 0,05-3 х 5-500 мкм. Спирохеты имеют наружную мембрану клеточной стенки, окружающую протоплазматический цилиндр с цитоплазматической мембраной. Под наружной мембраной клеточной стенки (в периплазме) расположены фибриллы (жгутики), которые, как бы закручиваясь вокруг протоплазматического цилиндра спирохеты, придают ей винтообразную форму.
Рис. 9. Спирохеты (ЭМ).
Риккетсии мелкие, грамотрицательные палочковидные бактерии (0,3-2,0 мкм), облигатные внутриклеточные паразиты.
Рис. 10. Риккетсии (слева - структура клетки; справа - риккетсии внутри клетки).
Хламидии относятся к облигатным внутриклеточным кокковидным грамотрицательным бактериям. Они размножаются только в живых клетках. Вне клеток имеют сферическую форму - элементарные тельца (ЭТ), не активны, являются инфекционными агентами. Внутриклеточная форма - ретикулярные тельца (РТ).
Рис. 11. Хламидии (ЭТ - элементарные тельца; РТ - ретикулятные тельца), (фото слева, ЭМ).Хламидии внутри клеток (фото справа, СМ).
Микоплазмы – мелкие бактерии (0,15-1,0 мкм), окруженные цитоплазматической мембраной и не имеющие клеточной стенки. Имеют разнообразную форму: кокковидную, нитевидную, колбовидную.
Рис. 12. Микоплазмы (ЭМ)
.Актиномицеты – ветвящиеся, нитевидные или палочковидные грамположительные бактерии. Свое название они получили в связи с образованием в пораженных тканях друз – гранул из плотно переплетенных нитей в виде лучей, отходящих от центра и заканчивающихся колбовидными утолщениями. Актиномицеты могут делиться путем фрагментации мицелия на клетки, похожие на палочковидные и кокковидные бактерии. На воздушных гифах актиномицетов могут образовываться споры, служащие для размножения.
Рис. 13. Актиномицеты (СМ)
. Окраска по Граму Данный вид окраски мазков является основным при проведении микроскопии препаратов. Для проведения окраски необходимы следующие реактивы: 1. 1% водный раствор кристаллвиолета. 1 грамм кристаллвиолета растворяется в 100 мл кипящей дистиллированной воды, после чего фильтруется через бумажный фильтр. 2. Водный раствор Люголя, который получают путем растворения 2 грамм йодида калия в 300 мл дистиллированной воды и далее в этом растворе растворяют 1 грамм чистого йода. Полученный раствор фильтруют через бумажный фильтр. 3. 96% этиловый спирт. 4. Водный 1% раствор нейтрального красного. Метод окраски таков: препарат покрывается фильтровальной бумагой и заливается раствором кристаллвиолета на 1 минуту. Затем фильтровальную бумагу удаляют, и предметное стекло промывают проточной водой. После чего препарат заливают раствором Люголя на несколько секунд. Излишки раствора Люголя смывают, и препарат обесцвечивают путем погружения стекла в спирт (несколько раз). Еще раз промывают препарат и докрашивают раствором нейтрального красного в течение 3 – х минут. После высушивания препарат подвергается визуализации под микроскопом. Грамположительные микроорганизмы окрашиваются в сине-фиолетовый цвет, а грамотрицательные - в красно-розовый. Окраска по Цилю — Нильсену — наиболее употребительный метод окраски микобактерий туберкулеза. На фиксированный мазок кладут кусочек фильтровальной бумаги, не превышающий по размерам предметное стекло; наливают фуксин Циля и осторожно нагребают на горелке до отхождения паров, после чего оставляют краситель, пока препарат несколько остынет. Снимают бумагу с фуксином, ополаскивают препарат водой, опускают препарат в стаканчик с 5% раствором серной кислоты или смесью 10 частей спирта и 1 части соляной кислоты, прополаскивают до обесцвечивания. Тщательно промывают водой. Докрашивают любым раствором метиленового синего в течение 3—5 минут. Мазок, окрашенный по Цилю — Нильсену, вместо докраски метиленовым синим можно протравливать насыщенным раствором пикриновой кислоты (по Шпенглеру).Кислото- и спиртоустойчивые палочки принимают красный цвет, все остальные микробы — синий.
