В бактериальную клетку. Микроорганизмы ассимилируют питательные вещества в виде небольших молекул, поэтому белки, полисахариды и другие биополимеры могут служить им источниками питания только после расщепления экзоферментами до более простых соединений.
Метаболиты и различные ионы проникают в микробную клетку тремя путями:
1) Пассивная диффузия. Протекает без энергетических затрат, по градиенту концентрации. Таким путем в клетку поступают Н2О, О2, СО2, N2.
2) Облегченная диффузия. Не требует энергетических затрат. Протекает при участии мембранных белков-транслоказ.
3) Активный транспорт. Протекает с энергетическими затратами против градиента концентрации:
а) при участии специальных белков-пермеаз. При этом каждая пермеаза переносит в клетку определенное соединение,
б) при участии мембранных белков-транслоказ и фосфорилировании переносимой молекулы в процессе ее прохождения через мембрану.
Таким путем переносится глюкоза.
Из бактериальной клетки: Синтезируемые в бактериальных клетках соединения выходят из них тремя путями:
1) Фосфотрансферазная реакция. Происходит при фосфорилировании переносимой молекулы.
2) Контрансляционная секреция. В этом случае синтезируемые молекулы должны иметь особую лидирующую последовательность аминокислот, чтобы прикрепиться к мембране и сформировать канал, через который молекулы белка смогут выйти в окружающую среду
Таким образом выходят из клетки соответствующих бактерий токсины столбняка, дифтерии и другие молекулы.
3) Почкование мембраны. Молекулы, образующиеся в клетке, окружаются мембранным пузырьком, который отшнуровывается в окружающую среду.
14. Дыхательный аппарат бактерий. Пути биологического окисления. Классификация микробов по этому признаку
Для синтеза структурных компонентов микробной клетки и поддержания процессов жизнедеятельности наряду с питательными веществами требуется достаточное количество энергии. Эта потребность удовлетворяется за счет биологического окисления, в результате которого синтезируются молекулы АТФ.
Мир микроорганизмов очень разнообразен. Некоторые из них могут получать энергию даже из минеральных соединений. ак, например, железобактерии получают энергию, выделяющуюся при непосредственном окислении ими железа (Fe2+ в Fe3+), которая используется для фиксации СО2, бактерии, метаболизирующие серу, обеспечивают себя энергией за счет окисления серосодержащих соединений.
Однако подавляющее большинство прокариот получает энергию путем дегидрогенирования.
Аэробы для этой цели нуждаются в свободном кислороде. Облигатные (строгие) аэробы (например, некоторые виды псевдомонад) не могут жить и размножаться в отсутствие молекулярного кислорода, поскольку они используют его в качестве акцептора электронов. олекулы АТФ образуются ими при окислительном фосфорили-ровании с участием цитохромоксидаз, флавинзависимых оксидаз и флавинзависимых дегидрогеназ.
При этом, если конечным акцептором электронов является О2, выделяются значительные количества энергии (схема 4.4).
Анаэробы получают энергию при отсутствии доступа кислорода путем ускоренного, но не полного расщепления питательных веществ. Облигатные анаэробы (например, возбудители столбняка, ботулизма) не переносят даже следов кислорода.
Они могут образовывать АТФ в результате окисления углеводов, белков и липидов путем субстратного фосфорилирования до пирувата (пировиноградной кислоты). При этом выделяется сравнительно небольшое количество энергии.
Существуют факультативные анаэробы, которые могут расти и размножаться как в присутствии кислорода воздуха, так и без него. Они образуют АТФ при окислительном и субстратном фосфорилировании.
Выделяют получение энергии путем субстратного фосфорилирования и окислительного фосфорилирования
15. Способы размножения микробов. Механизм и фазы клеточного деления
Простое деление- это поперечное деление клетки на дне новых дочерних клетки. Специального аппарата митоза нет.
Механизм и фазы клеточного деления
1. Рост,
2. Удвоение нуклеоида и генетического материала - кариогенез
3. Цитокинез деления клетки
4. Расхождение особи.
До определенной степени зрелости происходит рост. Из созревшей цитоплазмы поступает сигнал. г)гоч сигнал активирует ген-инициатор на ДНК микроорганизмы пол действием гена синтезируют белок инициатор, который действует на ген-репликатор - что специальный участок ДНК, с которого начинается ее удвоение ДНК делится на две нити.
Этот процесс происходит с помощью ДНК-полимеразы. С её помощью достраивается вторая нить. Две молекулы связываются в одной точке. Получается два генома после цитокинеза. Включающие системы, индуцировали синтез перегородки. Из точки на мезосоме сперва строится цитоплазматическая мембрана и между ней встраивается следующая клетка. В результате наступает деление клетки.
16. Характеристика бактериологического метода исследования
бактерия микроб клеточный размножение
Культуральный (бактериологический) метод исследования - совокупность способов, направленных на выделение и идентификацию чистых культур микроорганизмов (бактерий) с помощью культивирования на питательных средах.
Чистая культура - совокупность микроорганизмов одного вида. Чаще всего чистую культуру получают путем отбора и культивирования изолированной колонии (потомство одной микробной клетки).
Этапы метода:
1. Забор материала для исследования.
2. Выделение чистой культуры и ее идентификация.
3. Заключение.
Забор материала для исследования. Вид исследуемого материала зависит от цели исследования (диагностика - от больного; эпиданализ - из внешней среды, продуктов питания, больного и (или) бактерионосителя).
Выделение чистой культуры. Включает 3 или 4 этапа:
1. Посев материала (после предварительной микроскопии) на чашку с плотной питательной средой (лучше дифференциально-диагностической или селективной) с целью получения изолированных колоний. Производят его чаще всего методом механического разобщения.
В некоторых случаях (например, кровь) материал предварительно засевают в жидкую среду обогащения с последующим пересевом на чашку с агаровой средой.
Иногда до посева проводят селективную обработку материала (с учетом свойств выделяемого микроорганизма; например, обработка кислотой или щелочью для выделения устойчивых бактерий). Культивируют при температуре 37°С в течение 18-24 часов. Время культивирования для разных видов бактерий может колебаться.
2(3):а) изучение колоний на чашке с агаром (культуральные признаки), отбор наиболее типичных; б) приготовление мазков из этих колоний с окраской (по Граму или другими методами); а) отсев остатка исследованной колонии на среду накопления и выращивание в термостате при оптимальной температуре.
3(4). Изучение чистоты культуры, полученной на среде накопления. С этой целью готовят мазок, окрашивают (чаще по Граму), микроскопически изучают морфологическую и тинкториальную однородность (в разных полях зрения).
4(5). Идентификация чистой культуры.
Заключение. По совокупности признаков в сравнении со свойствами эталонных (типовых) штаммов указывается вид выделенного из материала микроорганизма.
Оценка метода: достоинства: относительно высокая чувствительность и точность, возможность определить численность микробов в исследуемом материале, а также чувствительность к антибиотикам; недостатки: относительная длительность, метод дорогостоящий.
17. Питательные среды для аэробов и анаэробов. Требования, предъявляемые к питательным средам, классификация
Требования:
1. среды должны быть питательными
2. должны иметь определенные ph
3. должны быть изотоническими, т.е. осмотическое давление в среде должго быть такое же как в клетке.
4. должны быть влажными и не слишком жидкими
5. должны облпдпть определенным окислительно-восстановительным потенциалом
6. должны быть стерильными
7. должны быть унифицированными, т.е. содержать постоянные количества отдельных ингредиентов.
Питательные среды можно разделить:
А) По происхождению:
1} естественные - натуральные продукты питания (мясо, молоко, картофель);
2) искусственные - приготовленные специально для выращивания микробов: - среды из естественных продуктов (мясная вода, мясопептонный бульон (МПБ), мясопептонный агар (МПА), - не имеющие постоянного состава; - синтетические питательные среды - растворы строго определенных количеств солей, аминокислот, азотистых оснований, витаминов в дистиллированной воде - имеют постоянный состав, используются для выращивания микроорганизмов и культур клеток при получении вакцин, иммунных сывороток и антибиотиков;
Б) По назначению:
1) общего назначения (МПБ, МПА) - на них растет большинство микробов;
2) элективные - избирательно способствуют росту одного вида микробов из смеси (например, желточно-солевой агар для стафилококков);
3) дифференциально-диагностические - позволяют отдифференцировать по внешнему виду среды один вид микроба от других (например среды Эндо, Левина для кишечной группы микробов).
Кроме того, в зависимости от целей использования в схеме выделения чистых культур, по назначению можно выделить следующие среды:
1) обогащения - подавляют рост микробов, сопутствующих возбудителю;
2) для получения изолированных колоний;
3) накопления чистой культуры;
В) По консистенции:
1) жидкие;
2) полужидкие (при добавлении агар-агара в концентрации 0,5-0,7%);
3) плотные - выше 1%.
18. Методы выделения чистых культур аэробов
Процесс выделения чистой культуры можно разделить на несколько этапов. Первый этап. Из исследуемого материала готовят мазок, окрашивают его по Граму или другим методом и микрсгскопиру-ют. Для посева исследуемый материал в случае необходимости разводят в пробирке со стерильным изотоническим раствором хлорида натрия. Одну каплю приготовленного разведения наносят петлей на поверхность питательного агара в чашку Петри и тщательно втирают шпателем в среду, равномерно распределяя материал по всей ее поверхности. После посева чашку переворачивают дном кверху, подписывают и помещают в термостат при температуре 37 °С на 18--24 ч.
Второй этап. Просматривают чашки и изучают изолированные колонии, обращая внимание на их форму, величину, консистенцию и другие признаки. Для определения морфологии клеток и их тинкториальных свойств из части исследуемой колонии готовят мазок, окрашивают по Граму и микроскопируют. Для выделения и накопления чистой культуры одну изолированную колонию или несколько различных изолированных колоний пересевают в отдельные пробирки со скошенным агаром или какой-либо другой питательной средой. Для этого часть колонии снимают петлей, не задевая соседние колонии.
Третий этап: Отмечают характер роста выделенной чистой культуры. Визуально чистая культура характеризуется однородным ростом. При микроскопическом исследовании окрашенного мазка, приготовленного из такой культуры, в нем обнаруживаются морфологически и тинкториально однородные клетки. Очнако в случае выраженного полиморфизма, присущего некоторым видам бактерий, в мазках из чистой культуры наряду с типичными встречаются и другие формы клеток.
19. Методы выделения чистых культур анаэробов
Питательные среды для анаэробов должны отвечать следующим основным требованиям: 1) удовлетворять питательным потребностям; 2) обеспечивать быстрый рост микроорганизмов; 3) быть адекватно редуцированными
Посевы с целью выделения анаэробной микрофлоры, как спо-рообразующей (клостридии), так и неспорообразующей (вейлонеллы, бактероиды, пептококки), производят в строго анаэробных условиях. Первичные посевы делают на обогатительные среды (тиогликолевую, Китта -- Тароцци), затем пересевают на плотные среды: сахарный кровяной агар в чашки Петри, в высокий столбик сахарного питательного агара или другие среды для получения изолированных колоний. После инкубации посевов в анаэробных условиях из образовавшихся колоний бактерий готовят мазки, окрашивают, микроскопируют, а затем пересевают на среду Китта -- Тароцци и агаровые среды для выделения чистой культуры.
При выделении спорообразующих анаэробных бактерий (клостридии) первоначальные посевы прогревают на водяной бане при температуре 80 °С в течение 20 мин для уничтожения вегетативных клеток посторонней микрофлоры, которая может присутствовать в исследуемом материале
20. Идентификация микроорганизмов морфологическая, культуральная серологическая, биологическая, генетическая
Идентификация - это определение систематического положения, выделение из какого-либо источника до уровня вида или варианта.