Mikroorganismer (mikrober) anses vara encelliga organismer, vars storlek inte överstiger 0,1 mm. Representanter för denna stora grupp kan ha olika cellulär organisation, morfologiska egenskaper och metaboliska förmågor, det vill säga den huvudsakliga egenskapen som förenar dem är storlek. Termen "mikroorganism" i sig är inte utrustad med en taxonomisk betydelse. Mikrober tillhör en mängd olika taxonomiska enheter, och andra representanter för dessa enheter kan vara flercelliga och nå stora storlekar.
Allmänna metoder för klassificering av mikroorganismer
Som ett resultat av den gradvisa ackumuleringen av faktamaterial om mikrober, blev det nödvändigt att införa regler för deras beskrivning och systematisering.
Klassificeringen av mikroorganismer kännetecknas av närvaron av följande taxa: domän, filum, klass, ordning, familj, släkte, art. Inom mikrobiologi använder forskare det binomala systemet för objektegenskaper, det vill säga nomenklaturen inkluderar namnen på släktet och arten.
För de flesta mikroorganismeren extremt primitiv och universell struktur är karakteristisk, därför kan deras uppdelning i taxa inte utföras endast enligt morfologiska egenskaper. Funktionella egenskaper, molekylärbiologiska data, mönster för biokemiska processer etc. används som kriterier.
Identifieringsfunktioner
För att identifiera en okänd mikroorganism genomförs forskning för att studera följande egenskaper:
- Cellcytologi (tillhör främst pro- eller eukaryota organismer).
- Morfologi av celler och kolonier (under specifika förhållanden).
- Kulturella egenskaper (tillväxtegenskaper på olika medier).
- Komplexet av fysiologiska egenskaper som klassificeringen av mikroorganismer efter typ av andning (aerob, anaerob) bygger på
- Biokemiska tecken (närvaro eller frånvaro av vissa metabola vägar).
- En uppsättning molekylärbiologiska egenskaper, inklusive att ta hänsyn till nukleotidsekvensen, möjligheten till hybridisering av nukleinsyror med materialet av typstammar.
- Kemotaxonomiska indikatorer, som tar hänsyn till den kemiska sammansättningen av olika föreningar och strukturer.
- Serologiska egenskaper (reagerar "antigen - antikropp"; speciellt för patogena mikroorganismer).
- Närvaro och karaktär av känslighet för specifika fager.
Systematik och klassificering av mikroorganismer relaterade till prokaryoter utförs med hjälp av "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria". Identifieringen utförs med hjälp avBurgeys determinant.
Olika sätt att klassificera mikrober
För att bestämma den taxonomiska tillhörigheten för en organism används flera metoder för att klassificera mikroorganismer.
Med formell numerisk klassificering anses alla funktioner vara lika viktiga. Det vill säga att närvaron eller frånvaron av en viss funktion tas med i beräkningen.
Morfofysiologisk klassificering inbegriper studiet av helheten av morfologiska egenskaper och egenskaper hos flödet av metaboliska processer. I det här fallet är det försett med betydelse och betydelse för en viss egenskap hos ett objekt. Placeringen av en mikroorganism i en viss taxonomisk grupp och tilldelningen av ett namn beror i första hand på typen av cellulär organisation, cell- och kolonimorfologi och tillväxtmönster.
Redovisning av funktionella egenskaper ger möjligheten att använda olika näringsämnen av mikroorganismer. Också viktigt är beroendet av vissa fysiska och kemiska faktorer i miljön, och i synnerhet sätten att få energi. Det finns mikrober som kräver kemotaxonomiska studier för att identifiera dem. Patogena mikroorganismer kräver serodiagnos. Kvalificeringen används för att tolka resultaten av ovanstående tester.
I molekylär genetisk klassificering analyseras strukturen av molekylerna i de viktigaste biopolymererna.
Procedur för att identifiera mikroorganismer
Idag börjar identifieringen av en viss mikroskopisk organism medisolering av dess rena kultur och analys av nukleotidsekvensen av 16S rRNA. Således bestäms mikrobens plats på det fylogenetiska trädet, och den efterföljande specifikationen av släkte och art utförs med traditionella mikrobiologiska metoder. Ett sammanfallande värde på 90 % låter dig bestämma släktet och 97 % - art.
Ännu tydligare differentiering av mikroorganismer efter släkte och art är möjlig med hjälp av polyfyletisk (polyfas) taxonomi, när bestämning av nukleotidsekvenser kombineras med användning av information på olika nivåer, upp till ekologiska. Det vill säga, en sökning efter grupper av liknande stammar utförs först, följt av bestämning av dessa gruppers fylogenetiska positioner, fastställande av skillnaderna mellan grupperna och deras närmaste grannar och insamling av data för att skilja grupperna åt.
Huvudgrupper av eukaryota mikroorganismer: alger
Denna domän inkluderar tre grupper där det finns mikroskopiska organismer. Vi pratar om alger, protozoer och svampar.
Alger är encelliga, koloniala eller flercelliga fototrofer som utför syreh altig fotosyntes. Utvecklingen av en molekylärgenetisk klassificering av mikroorganismer som tillhör denna grupp har ännu inte slutförts. Därför, för närvarande, i praktiken, används klassificeringen av alger baserat på sammansättningen av pigment och reservämnen, cellväggens struktur, närvaron av rörlighet och metoden för reproduktion.
Typiska representanter för denna grupp ärencelliga organismer som tillhör dinoflagellater, kiselalger, euglenoider och grönalger. Alla alger kännetecknas av bildandet av klorofyll och olika former av karotenoider, men förmågan att syntetisera andra former av klorofyller och fykobiliner hos gruppens representanter yttrar sig på olika sätt.
Kombinationen av dessa eller de pigmenten bestämmer färgningen av celler i olika färger. De kan vara gröna, bruna, röda, gyllene. Cellpigmentering är en artkaraktär.
Kiselalger är encelliga planktonformer, där cellväggen ser ut som ett skal av kisel. Vissa representanter kan röra sig beroende på typen av glidning. Reproduktion är både asexuell och sexuell.
Livsmiljöerna för encelliga euglena-alger är sötvattenreservoarer. De rör sig med hjälp av flageller. Det finns ingen cellvägg. Kan växa i mörker på grund av oxidationsprocessen av organiska ämnen.
Dinoflagellater har en speciell struktur i cellväggen, den består av cellulosa. Dessa planktoniska encelliga alger har två laterala flageller.
För mikroskopiska representanter för grönalger är livsmiljöer söta och marina vattenförekomster, jord och ytan på olika marklevande föremål. Det finns icke-rörliga arter, och vissa kan röra sig med flageller. Precis som dinoflagellater har gröna mikroalger en cellvägg av cellulosa. Lagringen av stärkelse i celler är karakteristisk. Reproduktion är både asexuell och sexuellsätt.
Eukaryota organismer: protozoer
De grundläggande principerna för klassificering av mikroorganismer som tillhör protozoerna är baserade på morfologiska egenskaper som varierar mycket mellan representanter för denna grupp.
Den allestädes närvarande distributionen, upprätthållandet av en saprotrofisk eller parasitisk livsstil avgör till stor del deras mångfald. Mat frilevande protozoer är bakterier, alger, jäst, andra protozoer och även små leddjur, samt döda rester av växter, djur och mikroorganismer. De flesta representanter har ingen cellvägg.
De kan leva ett stillastående liv eller röra sig med hjälp av olika enheter: flageller, flimmerhår och prolegs. Det finns flera fler grupper inom den taxonomiska gruppen av protozoer.
Representanter för de enklaste
Amöbor matas genom endocytos, rör sig med hjälp av pseudopoder, reproduktionens essens ligger i den primitiva uppdelningen av cellen i två. De flesta amöbor är frilevande vattenlevande former, men det finns några som orsakar sjukdomar hos människor och djur.
Infusoriaceller har två olika kärnor, asexuell fortplantning består av tvärdelning. Det finns representanter för vilka sexuell reproduktion är karakteristisk. Ett koordinerat system av cilia deltar i rörelsen. Endocytos utförs genom att fånga upp föda i en speciell munhåla, och resterna utsöndras genomhål på baksidan. I naturen lever ciliater i vattendrag som är förorenade med organiska ämnen, samt i idisslares vommen.
Flageller kännetecknas av närvaron av flageller. Absorptionen av lösta näringsämnen utförs av hela ytan av CPM. Delning sker endast i längdriktningen. Bland flagellater finns både frilevande och symbiotiska arter. De huvudsakliga symbionterna för människor och djur är trypanosomer (orsakar sömnsjuka), leishmania (orsakar svårläkta sår), giardia (leder till tarmsjukdomar).
Sporozoer har den mest komplexa livscykeln av alla protozoer. Den mest kända representanten för sporozoer är malariaplasmodium.
Eukaryota mikroorganismer: svampar
Klassificering av mikroorganismer efter typ av näring hänvisar representanter för denna grupp till heterotrofer. De flesta kännetecknas av bildandet av mycel. Andningen är vanligtvis aerob. Men det finns också fakultativa anaerober som kan gå över till alkoholjäsning. Reproduktionsmetoder är vegetativa, asexuella och sexuella. Det är denna funktion som fungerar som ett kriterium för ytterligare klassificering av svampar.
Om vi talar om betydelsen av representanter för denna grupp, så är den mest intressanta här den kombinerade icke-taxonomiska gruppen av jästsvampar. Detta inkluderar svampar som inte har ett myceltillväxtstadium. Det finns många fakultativa anaerober bland jästsvampar. Det finns dock också patogena arter.
Huvudgrupper av prokaryota mikroorganismer:archaea
Morfologi och klassificering av prokaryota mikroorganismer kombinerar dem i två domäner: bakterier och archaea, vars representanter har många betydande skillnader. Archaea har inte peptidoglykan (murein) cellväggar som är typiska för bakterier. De kännetecknas av närvaron av en annan heteropolysackarid - pseudomurein, som inte innehåller N-acetylmuraminsyra.
Archaea är indelade i tre filor.
Funktioner hos bakteriers struktur
Principerna för klassificering av mikroorganismer som förenar mikrober i denna domän är baserade på de strukturella egenskaperna hos cellmembranet, och i synnerhet innehållet av peptidoglykan i det. Det finns för närvarande 23 phyla i domänen.
Bakterier är en viktig länk i kretsloppet av ämnen i naturen. Kärnan i deras betydelse i denna globala process är nedbrytningen av växt- och djurrester, reningen av vattendrag som är förorenade med organiskt material och modifieringen av oorganiska föreningar. Utan dem skulle existensen av liv på jorden vara omöjlig. Dessa mikroorganismer lever överallt, deras livsmiljö kan vara jord, vatten, luft, människokroppen, djur och växter.
Enligt formen på celler, närvaron av anordningar för rörelse, artikulering av celler sinsemellan, utförs denna domän inom den efterföljande klassificeringen av mikroorganismer. Mikrobiologi överväger följande typer av bakterier baserat på formen på cellerna: rund, stavformad, filamentös, snodd, spiral. Beroende på typen av rörelse kan bakterier vara orörliga, flagellerade eller röra sig på grund av utsöndring.slem. Baserat på hur celler artikulerar med varandra, kan bakterier isoleras, kopplas ihop i form av par, granulat och förgreningsformer finns också.
Patogena mikroorganismer: klassificering
Patogena mikroorganismer är många bland stavformade bakterier (orsakande medel för difteri, tuberkulos, tyfoidfeber, mjältbrand); protozoer (malariaplasmodium, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, vissa patogena amöbor), aktinomyceter, mykobakterier (orsakande medel för tuberkulos, spetälska), mögelsvampar och jästliknande svampar (orsakande medel för mykos, candidiasis). Svamp kan orsaka alla typer av hudskador, till exempel olika typer av lavar (med undantag för herpes zoster, där viruset är inblandat). Vissa jästsvampar, som är permanenta invånare i huden, har inte en skadlig effekt under normala immunsystemförhållanden. Men om immunsystemets aktivitet minskar, orsakar de uppkomsten av seborroiskt eksem.
Patogenicitetsgrupper
Den epidemiologiska faran med mikroorganismer är kriteriet för att gruppera alla patogena mikrober i fyra grupper motsvarande fyra riskkategorier. Sålunda är mikroorganismernas patogenicitetsgrupper, vars klassificering ges nedan, av största intresse för mikrobiologer, eftersom de direkt påverkar befolkningens liv och hälsa.
Den säkraste, fjärde patogenicitetsgruppen, inkluderar mikrober som inte utgör ett hot mot en individs hälsa (eller risken för detta hot är försumbarsmå). Det vill säga risken för infektion är mycket liten.
3:e gruppen kännetecknas av en måttlig risk för infektion för en individ, en låg risk för samhället som helhet. Sådana patogener kan teoretiskt orsaka sjukdom, och även om de gör det, finns det bevisade effektiva behandlingar, såväl som en uppsättning förebyggande åtgärder som kan förhindra spridning av infektion.
Den andra patogenicitetsgruppen inkluderar mikroorganismer som utgör en hög risk för individen, men låg för samhället som helhet. I det här fallet kan patogenen orsaka allvarlig sjukdom hos människor, men den sprids inte från en infekterad person till en annan. Effektiva metoder för behandling och förebyggande finns tillgängliga.
1:a patogenicitetsgruppen kännetecknas av en hög risk för både individen och samhället som helhet. En patogen som orsakar allvarlig sjukdom hos en människa eller ett djur kan lätt överföras på en mängd olika sätt. Effektiva behandlingar och förebyggande åtgärder är i allmänhet inte tillgängliga.
Patogena mikroorganismer, vars klassificering avgör deras tillhörighet till en eller annan patogenicitetsgrupp, orsakar stor skada på folkhälsan endast om de tillhör den 1:a eller 2:a gruppen.
