Материал: 1_MIKROBIOLOGIYa_metoda_1_Morfologia

Занятие №1

1. Систематика, таксономия и классификация микроорганизмов.

Микроорганизмы – это клетки, невидимые невооруженным взглядом, размер которых не превышает 0,1 мм. Появились более 3 млрд. лет назад. К миру микроорганизмов отнесены также вирусы - формы, не имеющие клеточного строения, являющиеся переходными между неживыми и живыми видами.

Для упорядочения микроорганизмов по схожести признаков и отнесения их к определенной группе используют науку, называемую

систематикой.

Существует несколько принципов систематики микроорганизмов:

1)естественная (филогенетическая) – основана на объединении микроорганизмов в различные категории по общности клеточной организации;

2)искусственная (ключевая) – объединяет микроорганизмы в различные категории по общности легко выявляемых фенотипических свойств;

3)геносистематика – характеризует наследственный материал (при изучении ДНК);

4)много (или поли) фазная – учитывает фенотипические, генотипические и филогенетические характеристики.

Использование геносистематики стало возможным с 90-х годов 20го века благодаря развитию и внедрению в микробиологическую практику следующих методов молекулярной биологии:

1)определение нуклеотидного состава ДНК (соотношение азотистых оснований – (Г+Ц):(А+Т));

2)молекулярная гибридизация ДНК;

3)секвенирование определенного гена или полного бактериального генома – наиболее точный и совершенный метод.

Таксономия – раздел систематики, изучающий принципы классификации микроорганизмов (законы расположения микроорганизмов, показывающие степень их сходства и эволюционной взаимосвязи).

1

В основе современной таксономии микроорганизмов лежат их морфологические, биохимические, физиологические и молекулярнобиологические признаки.

При классификации микробов применяют следующие

таксономические категории, начиная с низшей:

Вид → род → семейство → порядок → класс → тип → царство → домен («империя»).

Для научного названия микроорганизмов используют термин «номенклатура». В соответствии с номенклатурой К.Линнея вид микроорганизмов имеет бинарное обозначение (двумя латинскими словами, первое обозначает род, второе – вид). Таксоны, имеющие ранг рода и выше, имеют унитарное обозначение (одним латинским словом).

Основной таксономической единицей является вид.

Вид микроорганизмов – это совокупность особей, имеющих единое происхождение и генотип, объединенные по близким свойствам, отличающим их от других представителей рода.

Название рода может быть основано на морфологических признаках соответствующего микроорганизма (Streptococcus, Staphylococcus, Vibrio и др.) или являться производным от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (Bordetella, Shigella, Brucella и др.).

Видовое название часто связано с наименованием основного заболевания, вызываемого этим микроорганизмом (Mycobacterium tuberculosis – туберкулеза, Vibrio cholerae – холеры,

Streptococcus.pneumoniae – пневмонии и др.) или с основным местом обитания (Enterococcus faecalis, Gardnerella vaginalis и др.).

В русскоязычной медицинской литературе возможно использование соответствующего русифицированного названия бактерий (Staphylococcus aureus - золотистый стафилококк,

Corynebacterium diphtheriae – коринебактерия дифтерии и др.).

Совокупность однородных микроорганизмов, выделенных на питательной среде, характеризующихся сходными морфологическими, тинкториальными (отношение к красителям),

2

культуральными, биохимическими и антигенными свойствами,

называется чистой культурой.

Штаммы – это чистые культуры микроорганизмов одного вида, выделенные из определенного источника в разное время или из различных источников и отличающиеся от других представителей вида.

Для популяции микроорганизмов в пределах вида характерна гетерогенность (разнородность), т.е. группы особей, относящиеся к одному и тому же виду, которые могут отличаться между собой по ряду свойств. Такие группы обозначают термином «вар», или «вариант».

Совокупность микроорганизмов с внутривидовыми наследственными отличиями по морфологическим свойствам называется морфоваром, по ферментативным – хемоваром (ферментоваром), по антигенным – сероваром, по биологическим – биоваром, по устойчивости к антибиотикам – резистенсваром, по экологической нише – эковаром, по чувствительности к бактериофагам – фаговаром и т.д.

Установление принадлежности микроорганизмов к определенному таксону называется идентификацией.

Сведения по систематике и идентификации микроорганизмов собраны в следующих пособиях:

1.«Руководство по систематике бактерий Берджи» («Bergey′s Manual of Systematic Bacteriology») в 4-х томах; в нем содержится наиболее полная информация по систематике, классификации и номенклатуре бактерий, подробное описание видов, методы получения чистых культур микроорганизмов и т.д.;

2.краткий «Определитель бактерий Берджи» («Bergey′s Manual of Determinative Bacteriology», в дословном переводе «Руководство по идентификации бактерий Берджи»). «Определитель» составлен на основе «Руководства по систематике», но наиболее полно содержит материал только для идентификации бактерий, а сведения по систематике и номенклатуре представлены в нем в крайне сокращенном варианте. Он широко используется в работе практических бактериологических лабораторий, позволяет

установить вид микроорганизмов по легко выявляемым

3

фенотипическим свойствам (морфологическим, физиологическим, в т.ч. ферментативным).

Согласно Руководству Берджи последних изданий (2001-2011) бактерии делят на два домена: «Bacteria» и «Archaea» (табл.1).

Домен «Bacteria» (эубактерии) включает 30 типов бактерий. Все медицински значимые виды микроорганизмов относят именно к нему.

Бактерии, входящие в домен «Archaea» (архебактерии), представляют одну из древних форм жизни. Архебактерии не содержат пептидогликан в клеточной стенке, имеют особые рибосомы и рибосомные РНК (рРНК). Среди них нет возбудителей инфекционных болезней.

Основными таксономическими критериями, позволяющими отнести микроорганизмы к той или иной группе, являются:

-морфология клеток (кокки, палочки, извитые);

-отношение к окраске по Граму (Грам+ и Грам-);

-тип энергетического метаболизма (аэробы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы);

-способность к спорообразованию.

4

Дальнейшая дифференциация групп на семейства, роды, виды проводится на основании изучения ферментативных свойств, приводимых в «Определителях бактерий».

Если видовую принадлежность исследователям определить не удается и определена только принадлежность к роду, то употребляется термин species (spp), например Еnterococcus spp.

Прокариотические клетки имеют ряд особенностей, отличающих их от эукариотов:

1)генетический материал представлен кольцевидно замкнутой молекулой ДНК, не ограниченной от цитоплазмы мембраной и называемой нуклеоидом;

2)имеют внехромосомные факторы наследственности - плазмиды, транспозоны и Is-последовательности;

3)тип деления – бинарный, у актиномицетов бинарный и спорообразование;

4)клеточная стенка состоит из пептидогликана;

5)не имеют сети внутриплазматических мембран (эндоплазматической сети, аппарата Гольджи, митохондрий);

6)аналогом митохондрий служат производные цитоплазматической мембраны – мезосомы;

7)возможно получение энергии путем анаэробного дыхания;

8)отсутствуют хитин, гистоновые белки, стеролы.

2.Организация лабораторной микробиологической службы

вРФ, требования к организации и проведению работы с патогенными биологическими агентами (ПБА) III и IV групп опасности; соблюдение режима работы и техники безопасности.

Объект изучения медицинских микробиологических лабораторий

– патогенные биологические агенты (ПБА) – патогенные для человека микроорганизмы (вирусы, бактерии, грибы, простейшие), генно-инженерно модифицированные микроорганизмы, яды

5