Príbeh
Systematika, nomenklatúra mikroorganizmov, princípy klasifikácie mikroorganizmov. Princípy klasifikácie mikroorganizmov

Systematika, nomenklatúra mikroorganizmov, princípy klasifikácie mikroorganizmov. Princípy klasifikácie mikroorganizmov

Problém vzniku a vývoja mikroorganizmov je veľmi zložitý. Nemecký biológ E. Haeckel už v roku 1886 navrhol vyčleniť mikroorganizmy, ktorým chýba diferenciácia na orgány a tkanivá (prvoky, huby, baktérie) do samostatného kráľovstva - Protista (protesty, primárne bytosti), vrátane organizmov, ktoré v mnohých ohľadoch okupujú stredné postavenie medzi rastlinami a zvieratami. Následne, berúc do úvahy štruktúru buniek, boli protisti rozdelení do dvoch jasne ohraničených skupín – vyšších a nižších. U vyšších protistov sú bunky podobné rastlinným a živočíšnym bunkám, sú to eukaryoty. Patria sem mikroskopické riasy (okrem modrozelených), mikroskopické huby (plesne a kvasinky). Medzi nižšie patria protisty, ktorých bunky sa štruktúrou výrazne líšia od všetkých ostatných organizmov (baktérie a modrozelené riasy), ide o prokaryoty.

Eukaryotické bunky majú sekundárne dutiny. Jadrová membrána, ktorá oddeľuje DNA od zvyšku cytoplazmy, tvorí sekundárnu dutinu. Eukaryoty majú pravé jadro, ribozómy sú väčšie, genóm je reprezentovaný súborom chromozómov, ktoré sa pri mitóze zdvojujú a sú rozdelené medzi dcérske bunky.

Prokaryoty nemajú membránou uzavreté jadro. Jadrová DNA vo forme molekuly uzavretej do kruhu je voľne umiestnená v cytoplazme. Bunková stena (s výnimkou mykoplaziem) obsahuje peptidoglykán (mursín), ktorý sa v eukaryotoch nenachádza.

V tomto ohľade bolo navrhnuté začleniť všetky prokaryoty do špeciálneho kráľovstva - Procaryotae. Kráľovstvo Eycaryotae zahŕňa všetky vyššie protisty, rastliny a zvieratá.

Systematika (taxonómia) je veda zaoberajúca sa klasifikáciou, nomenklatúrou a identifikáciou mikroorganizmov. Úlohou klasifikácie je spojiť mikroorganizmy so spoločnými vlastnosťami do určitých skupín (taxónov). Nomenklatúra je systém názvov používaných v určitej oblasti poznania. Identifikácia je priradenie mikroorganizmov ku konkrétnemu taxónu (druhu) na základe špecifických znakov.

Aby bolo možné priradiť mikroorganizmus jednej alebo druhej taxonomickej skupine, je potrebné určiť jeho hlavné znaky: morfológiu, pohyblivosť, Gramovo farbenie, prítomnosť kapsuly a schopnosť tvoriť endospóry, kultúrne a biochemické vlastnosti a niektoré ďalšie znaky. . V klasifikácii na zoskupovanie príbuzných organizmov sa používajú tieto taxonomické kategórie: kráľovstvo (regnum), oddelenie (divisio), sekcia (sekcia), trieda (classis), rad (ordo), čeľaď (familia), rod (rod), druh (druh) .

V súlade s novým kódexom nomenklatúry pre baktérie, ktorý bol zavedený 1. januára 1980, sa názov mikroorganizmov prideľuje v súlade s pravidlami Medzinárodného kódexu nomenklatúry pre baktérie. V mikrobiológii, rovnako ako v biológii, sa na označenie bakteriálnych druhov používa dvojité (binárne) názvoslovie, navrhnuté už v 18. storočí. K. Linné. Prvé slovo je názov rodu. Zvyčajne je to latinské slovo, píše sa s veľké písmeno a charakterizuje akýkoľvek morfologický alebo fyziologický znak alebo meno vedca, ktorý tento mikrób objavil. Druhé slovo je napísané malými písmenami. Označuje druhové meno mikroorganizmu a je zvyčajne odvodené od podstatného mena, ktoré opisuje farbu kolónie, zdroj pôvodu mikroorganizmu, proces alebo chorobu, ktorú spôsobuje, a niektoré ďalšie rozlišovacie znaky. Napríklad Escherichia coli naznačuje, že mikrób objavil Eschrich, coli - obyvateľa čriev, Bacillus anthracis - mikrób tvorí spóru, anthracis - pôvodca antraxu, Azolobactcr - mikroorganizmus, ktorý fixuje vzdušný dusík.

Hlavnou nomenklatúrnou jednotkou je druh. VD Timakov (1973) to definuje takto: „Druh je súbor mikroorganizmov, ktoré majú spoločný pôvod a genotyp, sú si podobné morfologickými a biologickými vlastnosťami a majú dedične fixovanú schopnosť spôsobovať kvalitatívne určité špecifické procesy v organizme. ich prirodzené prostredie." Druh sa delí na poddruhy alebo varianty. Pri štúdiu izolovaných baktérií sa často zistí odchýlka od typických druhových vlastností, takáto kultúra sa považuje za poddruh. Existujú aj infrasubšpecifické pododdelenia, ktoré sú založené na odlišnosti jedincov nejakým malým dedičným znakom: antigénny - sérovar, biochemický - biovar, vzťah k fágom - fagovar, patogenita - patovar atď.

V mikrobiológii sa používajú výrazy "kmeň" a "klon". Kmeň - kultúra rovnakého druhu, izolovaná z rôznych predmetov a charakterizovaná malými zmenami vlastností (napríklad citlivosť na antibiotiká, fermentácia sacharidov atď.). Termín "kultúra" sa týka mikroorganizmov pestovaných na pevnom alebo tekutom živnom médiu v laboratóriu. Klon je kultúra odvodená z jednej bunky. Kultúra mikroorganizmov získaná z jedincov rovnakého druhu sa nazýva čistá kultúra. Zmiešaná kultúra je zmesou heterogénnych mikroorganizmov izolovaných zo študovaného materiálu (mlieko, pôda, voda, patologický materiál).

V mikrobiológii existujú dva rôzne prístupy k systematike, ktoré vedú k dvom typom klasifikácie. Prvá je založená na myšlienke vytvorenia prirodzenej (fylogenetickej) klasifikácie prokaryotov, t.j. jednotný systém, ktorý objektívne odráža vzťah medzi rôznymi skupinami a históriu ich evolučného vývoja. Druhý prístup k systematike sleduje praktické ciele a slúži na identifikáciu, t. j. určenie príslušnosti mikroorganizmu k určitému druhu. Ide o umelú klasifikáciu (tradičnú). Moderné systémy klasifikácie mikroorganizmov sú v podstate umelé. K tomu slúžia determinanty, ktoré sa využívajú najmä pri identifikácii konkrétneho mikroorganizmu. Medzi takéto determinanty patria: „Kľúč k baktériám a aktinomycetom“ od N. A. Krasilnikova (1949), „Kľúč k mikróbom“ od R. A. Ziona (1948) a ďalšie. Bergi, ktorého deviate vydanie vyšlo v roku 1984. V tejto príručke sú všetky prokaryotické mikroorganizmy sa spájajú do ríše Procaryotae, ktorá sa delí na štyri divízie. Tie sú zase rozdelené do sekcií, tried, rádov, čeľadí, rodov, druhov.

Oddelenie I. Gracilicutes (gracilus - tenký, štíhly, cules - koža). Na oddelení sú zaradené gramnegatívne mikroorganizmy. Oddelenie má deväť sekcií.

Sekcia 1. Spirochety. Tieto mikroorganizmy sú zjednotené v rade Spirochaetales, ktorý má dve čeľade: Spirochaetaceae (štyri rody), Leptospiraceae (jeden rod).

Časť 2. Špirálové a zakrivené aeróby (mikroaerofily). V sekcii je jedna čeľaď - Spirillaceae, v ktorej je šesť rodov. Mikroorganizmy patogénne pre ľudí a zvieratá sa nachádzajú v rode Campylobactcr.

Časť 3. Časť obsahuje gramnegatívne nepohyblivé zakrivené baktérie. Existuje jedna čeľaď - Spirosomonaceac, v ktorej sú tri rody. Žiadny z nich nie je patogénny.

Časť 4. Aeróbne gramnegatívne tyčinky, okrúhle a koky. V sekcii je osem rodín, z toho dve majú patogénne mikroorganizmy. Čeľaď Pseudomonadaceae má štyri rody, viac ako 25 druhov, medzi ktorými sú aj patogénne (Ps. mallei atď.). Čeľaď Ncisseriaccae má 16 rodov. Rody Neisseria a Moraxella obsahujú patogénne mikroorganizmy pre ľudí a zvieratá.

Táto sekcia zahŕňa rody Bordelella, Brucella a Francisella, ktoré nemajú rodiny. Rody obsahujú patogénne mikroorganizmy pre ľudí a zvieratá.

Časť 5. Gram-negatívne fakultatívne anaeróby. V sekcii sú tri čeľade: Enterobacleriaccae, Vibrionaceae a Pasteurellaccae. Čeľaď Entcrobacteriaceac má 14 rodov (Escherichia, Salmonella, Citrobacler, Klcbsiella. Enterobacter. Erwinia, Shigclla, Proteus, Yersinia atď.). Čeľaď Vibrionaceae má dva rody. Patogénne mikroorganizmy sú zahrnuté do rodu Vibrio.

Čeľaď Pasteurellaceae má tri hlavné rody: Pasteurella, Haemophilus a Actinobacillus. Obsahuje patogénne mikroorganizmy.

Časť 6. Prísne anaeróby. Zakrivené gramnegatívne tyčinky. Oddiel má jednu čeľaď - Bacteroidaceae, v ktorej je 13 rodov, medzi ktorými sú aj patogénne.

Sekcia 7. Sekcia zahŕňa disimilačné a rozkladné sulfátové baktérie. Existuje sedem rodov, medzi ktorými nie sú žiadne patogény.

Sekcia 8. Anaeróbne gramnegatívne koky. V sekcii je jedna čeľaď – Vellonellaceae, v ktorej sú tri rody.

Sekcia 9. Rickettsia a chlamýdie. V sekcii sú dva rády: Rickettsiales a Chlamydiales. Rad Rickettsiales má tri čeľade: Rickettsiaceae, Barlonellaceac a Anaplasmataceae. Čeľaď Rickettsiaceae má tri kmene s ôsmimi rodmi. Čeľaď Bartonellaceae obsahuje dva rody a Anaplasmataceae štyri. Rad Chlamydiales má jednu čeľaď, Chlamydiaceae, a jeden rod, Chlamydia. Všetky rodiny obsahujú patogénne mikroorganizmy.

Oddiel II. Firmicutes (lat. Firmis – silný, cutes – koža). Oddelenie zahŕňa grampozitívne koky, tyčinky alebo vlákna.

Sekcia 12. Grampozitívne koky. V sekcii sú dve čeľade: Micrococcaceae a Deinococcaceae. Čeľaď Micrococcaceae má štyri rody (Micrococcus, Stomatococcus, Pianococcus, Staphylococcus). Okrem týchto dvoch čeľadí táto sekcia zahŕňa ešte 10 samostatných rodov (Streptococcus, Leuconostos, Pedicoccus, Sarcina atď.).

Časť 13. Táto časť zahŕňa grampozitívne tyčinky a koky tvoriace spóry. V sekcii svokrovských rodov: Bacillus, Clostridium, Sporolactobacillus, Sporosarcina atď. Prvé dva rody majú patogénne druhy.

Sekcia 14. Gram-pozitívne tyčinky netvoriace spóry. Sekcia predstavuje sedem rodov: Lactobacillus, Listeria, Erysipclotrix atď. Existujú aj patogénne rody.

Sekcia 15. Intracelulárne grampozitívne tyčinky netvoriace spóry. Sekcia zahŕňa 21 rodov (Corynobacterium, Microbacterium, Propionibacterium, Eubacterium, Acetobacterium, Bifidobacteriurn, Actinonuices atď.).

Časť 16. Mycobactria. Oddiel má jednu čeľaď - Mycobacterioceae. Čeľaď má jeden rod – Mycobacterium, v ktorom je 49 druhov (M. tuberculosis, M. bovis, M. aviurn, M. paratuberculosis, M. lepra atď.).

Sekcia 17. Nokardioformy. V sekcii je deväť rodov: Nocardia, Pheodococcus, Pseudonocardia atď.

Oddiel III. Tenericutes. V oddelení sú združené gramnegatívne prokaryoty, ktoré nemajú bunkovú stenu a majú cytoplazmatickú membránu. Na oddelení je 10. úsek mykoplazmy. Sú zjednotení v triede Mollicutes (lat. molli - mäkké, cutes - kryt, koža). Trieda má jeden rad - Mycoplasinatales - a tri čeľade: Mycoplasmataceae, Acholeplasmataceae, Spiroplasmataceae. Väčšina patogénnych mykoplaziem patrí do čeľade Mycoplasmataceae.

Sekcia 11. Endosymbionty.

Oddiel IV. Mendosicutes. Oddelenie zahŕňa prokaryoty, medzi ktorými nie sú žiadne patogénne baktérie, sú to metánotvorné, síru oxidujúce, halofily, mykoplazmám podobné, termoacidofilné atď.

Téma 2. PRINCÍPY SYSTEMATIKY. ŠTRUKTURÁLNA ORGANIZÁCIA MIKROORGANIZMOV

2.1 Princípy taxonómie mikroorganizmov

Veda o rozdelení živých organizmov do samostatných skupín (taxónov) v súlade s určitými vlastnosťami a priradení vedeckého názvu k nim sa nazýva systematike.

Už v raných štádiách vývoja biológie vedci rozdelili svet živých organizmov na 2 kráľovstvá – ríšu rastlín a ríšu zvierat. S objavom mikroorganizmov sa uskutočnili pokusy o ich distribúciu medzi tieto dve kráľovstvá. Dva znaky slúžili ako základ na určenie, či mikróby patria k zvieratám alebo rastlinným organizmom: mobilita a schopnosť fotosyntézy. Postupné hromadenie poznatkov o mikroorganizmoch, ich extrémnej rozmanitosti, však sťažovalo priradenie niektorých druhov do konkrétnej ríše, pretože kombinovali vlastnosti týchto a iných buniek alebo sa od nich dokonca výrazne líšili.

Preto v roku 1886 nemecký vedec Haeckel navrhol izolovať mikroorganizmy do tretieho kráľovstva – kráľovstva protistov (prvokov).

V súčasnosti sa vďaka rozvoju elektrónovej mikroskopie rozdelila ríša protistov na 5 kráľovstiev v závislosti od štruktúry ich bunkovej organizácie (tabuľka 2.1).

Tabuľka 2.1 - Rozdelenie mikroorganizmov do kráľovstiev v závislosti od štruktúry ich bunkovej organizácie

Superkráľovstvo	Kráľovstvo	Štruktúra bunkovej organizácie
eukaryoty	Protozoa Riasové huby	Svojou štruktúrou sú podobné živočíšnym a rastlinným bunkám. Najdôležitejším rozlišovacím znakom eukaryot jeprítomnosť dobre vytvoreného jadra v bunke
	Prokaryoty (baktérie)	Predjadrové mikroorganizmy. Vzniká útvar podobný jadru – nukleoid
	Asytes (vírusy)	Nemajú bunkovú štruktúru. Vírusová častica pozostáva z nukleovej kyseliny (DNA alebo RNA) a proteínového obalu

Ciele taxonómie sú:

¨ Klasifikácia - rozdelenie jednotlivých jednotiek do skupín vyššieho rangu (taxonómia). Na zoskupenie príbuzných mikroorganizmov podľa hierarchickej schémy použite nasledovné taxonomické kategórie:

druh ® rod ® čeľaď ® rad ® trieda ® oddelenie ® kráľovstvo.

Pri distribúcii mikroorganizmov do skupín sa berú do úvahy tieto vlastnosti:

morfologické(vzhľad (tvar a veľkosť buniek, ich relatívna poloha), bunková štruktúra, schopnosť vytvárať spóry, znaky reprodukcie, prítomnosť bičíkov);

fyziologické (typ výživy, povaha výroby energie, spotreba kyslíka, patogenita, postoj k teplote atď.);

kultúrne (charakter rastu na živných pôdach: tvar a veľkosť kolónií, ich farba, priehľadnosť, okraj, profil, štruktúra, povrch atď.);

biochemické(rozdiely v spôsoboch premeny a syntézy organických látok).

Základnou taxonomickou jednotkou je vyhliadka - súbor organizmov, ktoré majú spoločný pôvod, vyznačujú sa spoločnými morfologickými a fyziologickými vlastnosťami a sú prispôsobené na existenciu v určitých podmienkach prostredia. Inými slovami, mikroorganizmy rovnakého druhu majú rovnaký genotyp.

Užší pojem je kmeň. Kmene sa nazývajú čisté kultúry mikroorganizmov rovnakého druhu, izolované z rôznych prírodných médií alebo z rovnakého prostredia, ale v rôznych časoch. Kmene rovnakého druhu majú rovnaké vlastnosti, ale líšia sa individuálnymi vlastnosťami. Kultúrne kvasinkové kmene sú tzv Preteky. Napríklad rasy druhov kvasiniek Saccharomyces cerevisiae , ktoré sa používajú v mnohých odvetviach potravinárskeho priemyslu (napr.: pri výrobe chleba, alkoholu, piva, kvasu a pod.), sa navzájom líšia rýchlosťou a stupňom využitia sacharidov, kvasnou činnosťou, v množstvo vzniknutých vedľajších produktov a pod.

Existujú 2 prístupy k distribúcii mikroorganizmov do skupín: vytváranie prirodzených klasifikácií (fylogenetických) a vytváranie umelých klasifikácií.

Pri tvorbe prirodzené klasifikácie skúma sa genetická diferenciácia mikroorganizmov, kvantitatívny pomer dusíkatých zásad, ktoré tvoria DNA (guanín + cytozín k adenínu + tiamínu). V blízko príbuzných mikroorganizmoch má tento pomer podobné hodnoty.

Pri tvorbe umelé klasifikácie mikroorganizmy sú zoskupené na základe ich podobnosti. Umelá klasifikácia je navrhnutá tak, aby sa používala ako kľúč na určenie druhov mikroorganizmov. V súčasnosti sú všetky klasifikácie mikroorganizmov umelé.

¨ Nomenklatúra - priradenie názvu mikroorganizmu po jeho podrobnom preštudovaní.

používa sa na pomenovanie mikroorganizmov. binárnej nomenklatúry(názov dvoch latinských slov), ktorý navrhol Linné už v 18. storočí.

Prvé slovo -rodové meno. Toto podstatné meno sa píše s veľkým začiatočným písmenom a zvyčajne charakterizuje nejaký morfologický alebo fyziologický znak, prípadne osobitný rozlišovací znak, akým je napríklad biotop.

Druhé slovo -toto meno je prídavné meno, písané malým písmenom a charakterizuje akúkoľvek vlastnosť tohto druhu.

Napríklad: názov mikroorganizmu Streptococcus lactis. Streptococcus je všeobecný názov. Do tohto rodu patria baktérie guľovitého tvaru (koky), ktoré sú zvyčajne usporiadané do reťazcov (morfologický znak). Druhé slovo označuje hlavný biotop tohto streptokoka - streptokok kyseliny mliečnej.

Názvy mikroorganizmov sa prideľujú v súlade s pravidlami Medzinárodného kódexu nomenklatúry mikroorganizmov, sú rovnaké vo všetkých krajinách sveta.

¨ Identifikácia - rozpoznávanie mikroorganizmov. Toto je tretí cieľ systematiky. Pomocou determinantov baktérií, húb, kvasiniek môžete určiť názov mikroorganizmu izolovaného z prostredia.

Klasifikácia, alebo systematika mikroorganizmov (z gréckeho Systematikos - usporiadaný, systematizovaný), je odvetvie mikrobiológie, ktoré sa zaoberá tvorbou klasifikácie mikroorganizmov na základe ich vlastností a rodinných vzťahov. Termín "taxonómia" sa niekedy používa ako synonymum pre pojem "taxonómia mikroorganizmov".

V súčasnosti neexistuje univerzálna, iba správna klasifikácia. V závislosti od úlohy možno mikroorganizmy klasifikovať podľa morfologických znakov (tyčinky, koky, stočené atď.), podľa farbiacich znakov (grampozitívne, gramnegatívne atď.), podľa fyziologických znakov (termofilné, psychrofilné, acidofilné, aeróbne atď.), podľa ekologických vlastností (dusík fixujúce, nitrifikačné, sulfátové, celulózokazné a pod.), podľa medzidruhových vzťahov (antagonisti, synergisti, komenzáli atď.), podľa typov taxíkov, genotypových a fylogenetických znakov. Mikroorganizmy sa klasifikujú aj podľa stupňa nebezpečenstva pre ľudí, zvieratá a životné prostredie. Klasifikácia mikroorganizmov je teda subjektívnym spracovaním objektívnych charakteristík.

Moderná taxonómia mikroorganizmov zahŕňa tri hlavné oblasti:

1. Charakterizácia mikroorganizmov- Získanie všetkých druhov informácií o vlastnostiach a parametroch potrebných na priradenie determinovaných mikroorganizmov ku konkrétnemu taxónu.

2. Klasifikácia alebo taxonómia, t.j. proces zoraďovania mikroorganizmov do taxonomických skupín na základe podobnosti.

3. Nomenklatúra- priraďovanie vedeckých názvov k taxonomickým skupinám (taxónom).

Základnou taxonomickou jednotkou v taxonómii mikroorganizmov je vyhliadka. Podľa všeobecných biologických pojmov je druh skupinou blízko príbuzných organizmov, ktoré majú spoločný koreň pôvodu a v tomto štádiu evolúcie sa vyznačujú určitými morfologickými, biochemickými a fyziologickými znakmi, izolovanými selekciou z iných druhov a prispôsobenými špecifickému biotop. Dôležitou druhovou vlastnosťou je schopnosť organizmov krížiť sa a produkovať potomstvo.

Definícia druhu v baktériách sa zásadne líši od klasickej definície druhov pretože nemajú pohlavné rozmnožovanie. Podľa moderných koncepcií sú blízko príbuzné organizmy so 70% úrovňou homológie DNA a podobné, pokiaľ ide o súhrn morfologických, biochemických a fyziologických znakov, klasifikované ako jeden typ baktérií.

Nasledujúce taxonomické kategórie sa tiež používajú v hierarchickej klasifikácii mikroorganizmov: poddruh- skupina blízko príbuzných podobných organizmov vnútri milý s úrovňou homológie DNA nad 70 %; rod- taxonomická skupina, ktorá spája príbuzné druhy a ďalej - rodina, podrad, poriadok, podtrieda, trieda, ríša a doména(alebo nadkráľovstvo). Rodiny a domény sú teraz väčšinou opísané, zatiaľ čo iné taxonomické skupiny sú v procese systematizácie.

Domény sú najvyššie taxóny mikroorganizmov, ktoré zodpovedajú predtým identifikovaným kráľovstvám. Podľa modernej klasifikácie je celá rozmanitosť mikroorganizmov reprezentovaná tromi doménami: Baktérie (prokaryotické mikroorganizmy, pravé baktérie), Archaea (ďalšia evolučná vetva prokaryotických mikroorganizmov) a Eukarya (eukaryotické mikroorganizmy)(obr. 2). Z nich dve domény (Bacteria a Archaea) zahŕňajú iba zástupcov prokaryotov, ktorí sú oddelení do samostatných nadkráľovstvo - Procariolae.

Obr.2. Univerzálny fylogenetický strom živých organizmov.

Najpresnejší, informatívny a užívateľsky najprívetivejší klasifikačný systém je ten, v ktorom sú taxóny definované na základe rôznych konzistentných charakteristík získaných pomocou rôznych moderné metódy. Takýto prístup k výberu taxónov sa nazýva polyfázický.

Hlavné metódy modernej polyfázickej taxonómie sú: genotypová, fenotypová a fylogenetická.

Genotypová metóda je dominantná v polyfázickej taxonómii. Je založená na štúdiu zloženia C+G DNA, na štúdiu homológie DNA-rRNA, na vytvorení rodinných vzťahov medzi mikroorganizmami, ktoré sú kódované v nukleotidových sekvenciách génov 16S alebo 23S r-RNA. Napríklad pri určovaní príslušnosti mikroorganizmu k určitému druhu hrá prvoradú úlohu úroveň podobnosti nukleotidových sekvencií DNA okolo 70 %. Preto sa genotypová metóda často nazýva metóda genómového odtlačku prsta.

Fenotypové štúdie sa využívajú najčastejšie v rôznych schémach na identifikáciu mikroorganizmov, na formálny popis taxónu, od odrody a poddruhu až po rod a čeľaď. Zatiaľ čo genotypové údaje sú potrebné na umiestnenie taxónu na fylogenetický strom a do klasifikačného systému, fenotypová charakterizácia poskytuje popisné informácie, ktoré umožňujú identifikáciu daného druhu mikroorganizmu. Klasické fenotypové charakteristiky zahŕňajú morfologické, fyziologické, biochemické, chemotaxonomické a sérologické charakteristiky mikroorganizmov.

Morfologické znaky označujú veľkosť a tvar mikroorganizmu (kok, bacil, spirilla), či má puzdro alebo spóry, či sú bunky spojené do reťazcov, tetrád alebo obalov, či majú bičíky a ako sa nachádzajú, či bunky sa farbia podľa Gram. Morfológia baktérií zahŕňa štúdium kultúrnych vlastností, t.j. charakter rastu na živných pôdach, tvar kolónií na hustých živných pôdach, tvorba pigmentu.

Fyziologické znaky charakterizujú mechanizmus metabolizmu, spôsob získavania energie, schopnosť daného mikroorganizmu premieňať určité látky, jeho vzťah k uhlíku, dusíku, kyslíku, teplote, pH prostredia.

Biochemické znaky sú určené schopnosťou mikroorganizmov rozkladať niektoré cukry, vytvárať sírovodík, amoniak a iné zlúčeniny.

Chemotaxonomické znaky charakterizujú chemické zloženie bunkovej cytoplazmy. Pri klasifikácii mikroorganizmov sa široko využíva taxonomická špecifickosť zloženia mastných kyselín, lipoproteínov, lipopolysacharidov, pigmentov, polyamínov, proteínov a iných chemických zložiek bunky.

Sérologické vlastnosti alebo sérotypizácia sú založené na detekcii variability antigénnych zložiek bakteriálnych buniek. Takéto zložky môžu byť bičíky, fimbrie. kapsuly, bunkovú stenu, enzýmy a toxíny. Na identifikáciu antigénnych vlastností bakteriálnej bunky sa používajú rôzne sérologické reakcie: precipitačná reakcia, väzbová reakcia komplementu, precipitácia atď.

Fenotypové charakteristiky sa teda vyznačujú veľkým objemom a rôznorodosťou získaných informácií, ktoré je ťažké manuálne spracovať. Bol potrebný počítač, numerická analýza získaných údajov. Objavila sa numerická (numerická) taxonómia, ktorá umožňuje analyzovať fenotypové a genotypové vlastnosti mikroorganizmov pomocou počítačových programov. Použitie numerickej analýzy v taxonomickej praxi sa nazýva "počítačová identifikácia".

Fylogenetické metódy (z gréc. phylon - rod, kmeň a genéza - pôvod, výskyt) nám umožňujú sledovať proces historického vývoja mikroorganizmov ako všeobecne, tak aj ich jednotlivých taxonomických skupín: druhov, poddruhov, rodov, čeľadí, podradov, rádov. podtriedy, triedy, kráľovstvá a domény.

Fylogenetické vzťahy medzi mikroorganizmami sú študované metódami genomického fingerprintingu, molekulárnej biológie a počítačovej identifikácie. Na základe získaných údajov sa budujú fylogenetické stromy, ktoré odrážajú evolučné vzťahy medzi mikroorganizmami (obr. 3). Vytvorené fylogenetické stromy nemožno použiť na zostavenie hierarchickej klasifikácie mikroorganizmov a nenahrádzajú taxonómiu. Sú jedným z jeho prvkov.

Nomenklatúra- zaoberá sa problematikou presných a jednotných pomenovaní. Ego je systém mien používaných v určitej oblasti poznania. V súlade s medzinárodnými pravidlami sa taxonomickým skupinám mikroorganizmov priraďujú názvy.

Ešte pred zavedením prvých pravidiel názvoslovia bolo popísaných obrovské množstvo mikroorganizmov. Okrem toho by sa tá istá baktéria mohla priradiť k taxónom s rôznymi názvami. Aby sa tomu zabránilo, Medzinárodný nomenklatúrny kód definoval všetky prioritné názvy baktérií publikované od 1. mája 1753. V dôsledku toho bol vytvorený „Zoznam uznaných názvov baktérií“, ktorý vstúpil do platnosti 1. januára 1980. V súčasnosti sa názov mikroorganizmov prideľuje v súlade s pravidlami Medzinárodného kódexu nomenklatúry pre baktérie. Pôsobnosť Kódexu sa vzťahuje len na pravidlá prideľovania a používania vedeckých názvov mikroorganizmov. Problémy klasifikácie sa riešia bez ohľadu na Kódex na základe prebiehajúcich taxonomických štúdií.

Ryža. 3. Fylogenetický strom baktérií.

V mikrobiológii, rovnako ako v biológii, je na označenie bakteriálnych druhov prijatá dvojitá (binárna) nomenklatúra, ktorú navrhol už v roku 1760 Carl Linné.

Prvé slovo je názov rodu. Zvyčajne je to latinské slovo, píše sa s veľkým písmenom a charakterizuje akýkoľvek morfologický alebo fyziologický znak alebo meno vedca, ktorý tento mikrób objavil. Napríklad rod Pasteurella je pomenovaný podľa francúzskeho vedca L. Pasteura, amerického mikrobiológa Salmona - rod Salmonella, nemeckého vedca T. Eschericha - rod Escherichia, japonského mikrobiológa Shiga - rod Shigella, anglických bakteriológov D. Bruce a S. Erwin - rody "Brucella" a "Ervinia", ruskí vedci Kuznecov a Lyambl - rody "Kuznetsovia" a "Lamblia" atď. Rodový názov mikroorganizmu sa zvyčajne skracuje na jedno alebo dve písmená.

Druhé slovo označuje špecifické epiteton v názve mikroorganizmu a je spravidla derivátom podstatného mena, ktoré opisuje farbu kolónie, zdroj pôvodu mikroorganizmu, proces alebo chorobu, ktorú spôsobuje. Názov druhu sa píše veľkými písmenami a nikdy sa neskracuje. Napríklad Escherichia coli znamená, že Escherichia žije v črevách, Pasterella pestis znamená pasteurella, ktorá spôsobuje mor, Bordetetia pertussis znamená bordetella, ktorá spôsobuje kašeľ, Clostridium tetani znamená klostridium, ktoré spôsobuje tetanus atď.

S.N. Vinogradsky a M. Beijerinck, berúc do úvahy rozmanitosť bakteriálneho metabolizmu, navrhli, aby meno rodu odrážalo znaky spojené s morfológiou, ekológiou, biochémiou a fyziológiou mikroorganizmov. Takto sa objavili názvy, ktoré sú kľúčom k charakterizácii mikroorganizmu: Acetobacter (kyselinotvorné baktérie), Nitrosomonas (nitrifikačné baktérie), Azotobacter (baktérie fixujúce vzdušný dusík), Chromobacterium (pigmentované baktérie), B. stearothermophiliis ( voskové teplomilné baktérie) atď.

Niekedy, ako neoddeliteľná súčasť taxonómie, identifikácia(definícia) mikroorganizmov. To však nie je úplne správne, keďže pri identifikácii sa využívajú už vybudované klasifikačné systémy a špecifické charakteristiky mikroorganizmov uvedené v identifikačných kľúčoch (tabuľkách). Schémy identifikácie mikroorganizmov sú akýmsi testom kvality klasifikačného systému. V dňoch identifikácie mikroorganizmov sú široko používané fenotypové a genotypové metódy, metódy počítačovej identifikačnej analýzy a genómové odtlačky prstov.

V roku 1923 vydal D. Bergey prvý medzinárodný bakteriálny determinant. Nasledujúce vydania pripravil Medzinárodný výbor pre systematiku baktérií. Deviate, posledné americké vydanie Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, bolo publikované v roku 1994. Skrátený názov sprievodcu je BMDB-9. V ruskom preklade bol BMDB-9 publikovaný v roku 1997. Predstavuje rozmanitosť prokaryotov a robí krok smerom k pokusom identifikovať mikroorganizmy izolované z prostredia.

Podľa BMDB-9 sú baktérie klasifikované (na základe fenotypových znakov) do štyroch hlavných kategórií:

1. Gramnegatívne eubaktérie s bunkovými stenami.

2. Gram-pozitívne eubaktérie s bunkovými stenami.

3. Eubageria, zbavená bunkových stien.

4. Archaebaktérie.

Hlavným predmetom identifikácie mikroorganizmov je čistá kultúra izolovanej baktérie, nazývaná „kmeň“ alebo „klon“.

Kmeň(z nem. stammen - vyskytovať sa) je bakteriálna kultúra toho istého druhu izolovaná z rôznych predmetov alebo z toho istého objektu v rôznom čase a líšiaca sa drobnými zmenami vlastností (napríklad citlivosťou na antibiotiká, enzymatickou aktivitou, schopnosťou k tvorbe toxínov). Typicky sú kmene jedného druhu prispôsobené konkrétnemu biotopu.

pod pojmom " bakteriálna kultúra» pochopiť populáciu mikrobiálnych buniek na danom mieste a v danom čase. Môžu to byť mikroorganizmy pestované na pevnom alebo tekutom živnom médiu v laboratóriu. Kultúra mikroorganizmov vypestovaná na pevnom alebo tekutom živnom médiu z jedincov rovnakého druhu postupnými subkultúrami jednej kolónie sa nazýva tzv. čisté.

Čisté bakteriálne kultúry získané z jedinej pôvodnej bunky sa nazývajú klonov(z gréckeho klon - potomstvo). Klon je geneticky homogénna populácia.

Zmiešaná kultúra sa nazýva kultúra heterogénnych mikroorganizmov izolovaných zo študovaného materiálu, napríklad z vody, pôdy, vzduchu.

Zavarsin definoval:

Systematika je teória diverzity organizmov, ktorá študuje vzťah medzi skupinami organizmov.

Systematika zohľadňuje fylogenetický vzťah: evolučný vývoj, spoločný pôvod organizmov, ako aj mechanizmy, ktoré viedli k rozmanitosti druhov.

Klasifikácia je rozdelenie organizmov do skupín na základe určitých spoločných znakov.

Taxonómia - názov taxónov organizmov, stanovenie ich hraníc a vzťah podriadenosti v nich.

Taxón je akákoľvek taxonomická skupina (rod, druh, trieda).

Nomenklatúra je súhrn pravidiel pre pomenovanie taxónov, doplnený o zoznam týchto mien.

V mikrobiológii je akceptovaná binárna nomenklatúra. Každý organizmus má rodové meno (písané najprv veľkým písmenom) a druhové meno (malým písmenom). Napríklad: Staphylococcus aureus (albus, citreus, cereus).

Klasifikácia mikroorganizmov

Klasifikácia mikroorganizmov sa uskutočňuje podľa hierarchickej schémy od menšej jednotky po väčšiu. Vo flóre a faune je najmenšou jednotkou druh. Druh je populácia jedincov, ktorí majú spoločné morfologické a funkčné znaky, ktoré majú spoločný pôvod v prirodzených podmienkach vzájomného kríženia.

Všetky populácie toho istého druhu majú spoločný genofond, čo im umožňuje vzájomné kríženie v prirodzených podmienkach.

Najmenšou jednotkou mikroorganizmov je kmeň - kultúra mikroorganizmov s najmenšími odchýlkami od druhu. Kmeň je mikroorganizmus rovnakého druhu, ale izolovaný z rôznych zdrojov. V mikrobiológii existuje pojem „klony“ – ide o súbory dcérskych buniek získaných z jednej materskej bunky s identickými vlastnosťami a genotypom.

Druh je súbor kmeňov izolovaných z rôznych zdrojov, ktoré majú komplex spoločných korelovaných znakov, ktoré sa líšia od iných druhov.

Vo vyšších orgaizmoch sa druhy spájajú do rodu: druh - rod - zmes - rády (u rastlín) a rády (živočíchy) - triedy - typ (najväčšia taxonomická jednotka). Napríklad:

Typ - strunatce

Trieda - cicavce

Oddelenie - primáty

Rodina - antropoidi

Rod - Homo(človek)

Vyhliadka - sapiens(rozumné)

V mikrobiológii: kmeň - druh - rod - kmeň (koniec: ea, nie je prítomný v každom) - rodina (koniec aceae) - objednať ( pivo) - Trieda.

Existujú 2 typy klasifikácií: prirodzené (fylogenetické) a umelé (fenotypové).

Konvergencia je konvergencia znakov ako výsledok spoločnej existencie.

Prirodzená klasifikácia ako jej konečný cieľ by mala sledovať vytvorenie vzťahu medzi mikroorganizmami.

Umelá klasifikácia má za cieľ kombinovať a definovať mikroorganizmy na základe ich fenotypovej podobnosti s cieľom identifikovať a rozpoznať mikroorganizmy. Univerzálny determinant je Burgeyho determinant.

Zásady separácie mikroorganizmov na klasifikáciu

Znamenia:

morfologické (vzhľad);

anatomické a fyziologické.

1. Morfologické: tvar bunky, prítomnosť bičíkov, kapsuly, schopnosť vytvárať endospóry, Gramovo farbenie (typ bunkovej steny).

2. Fyziologické a biochemické: zloženie bunky, bunková stena, kapsula, inklúzie, mastné kyseliny, cytochrómy, vzťah k teplote, kyslíku, rozsah pH atď.

3. Kultúrne: znaky rastu na živných pôdach, potreby mikroorganizmov na živiny, rastové faktory.

4. Sérologické (imunologické): antigénne zloženie (sérotyp) mikroorganizmu. Antigény môžu byť zložkami bunky, jej štruktúr, ktoré vyvolávajú výskyt protilátok a môžu sa na ne viazať v komplexe (kapsuly, teichoové kyseliny atď.)

5. Ekologické: biotop mikroorganizmu.

6. Nukleotidové zloženie DNA. určené rôznymi metódami. Najčastejšie toto percento HC- a AT- párov; metóda nie je absolútna, napriek tomu, že všetky blízko príbuzné mikroorganizmy majú pri porovnaní často blízky pomer HC/AT, zároveň existujú mikroorganizmy, ktoré nemajú spoločný pôvod, ale majú aj blízky % pomer. Použitie Metóda molekulovej hybridizácie DNA-DNA. Spočíva v tom, že vplyvom teploty sa DNA denaturuje a každé vlákno DNA sa zafixuje, následne sa fixovaná DNA známeho mikroorganizmu naviaže na komplementárne denaturované reťazce študovaného mikroorganizmu. S poklesom teploty dochádza k renaturácii reťazcov a obsah renaturovaných úsekov 2-vláknovej DNA slúži ako meradlo na určenie fylogenetického vzťahu mikroorganizmov (čím viac úsekov, tým sú mikroorganizmy fylogeneticky bližšie). Metóda je pracná a fenomén genetickej rekombinácie je bežný u mikroorganizmov (prenos genetického materiálu z jednej bunky do druhej a začlenenie tohto materiálu do genómu druhej bunky pomocou: plazmidov, transpozónov, vírusovej nukleovej kyseliny. vlastnosť tiež nemožno považovať za univerzálny fylogenetický marker.

7. Numerická taxonómia postavená na základe numerickej analýzy. Podstatou metódy je, že mikroorganizmy sa porovnávajú podľa určitých charakteristík. Vypočíta sa koeficient párovej podobnosti (podľa Smitha):

S=a/b∙100 %, kde a je počet prvkov;

c - všetky znaky.

Nevýhoda metódy: všetky znaky sú akceptované jednoznačne.

8. Stanovenie genetického kódu ribozomálnej RNA (metóda polymerázovej reťazovej reakcie). Vychádza zo skutočnosti, že ribozómy sú veľmi konzervatívne a v priebehu evolúcie sa len málo zmenili.

Všetky mikroorganizmy sú rozdelené do 4 kategórií:

· Gramnegatívne eubaktérie s bunkovou stenou.

· Gram-pozitívne eubaktérie bez bunkovej steny.

Eubaktérie bez bunkovej steny.

Archaebaktérie

Charakterizácia gramnegatívnych eubaktérií

Bunková morfológia môže byť rôzna: koky, tyčinky, špirály, vlákna. Sú tam kapsuly, obaly. Rozmnožujú sa binárnym štiepením, pučaním, úlomkami nití, viacnásobné štiepenie je zriedkavé. Netvoria endospóry, existujú mikroorganizmy, ktoré môžu vytvárať iné morfologicky odlišné typy (napr.: myxospóry môžu tvoriť mykobaktérie, spirochéty tvoria cysty). Skupina G¯ zahŕňa fotosyntetické mikroorganizmy. Majú niekoľko typov mobility:

1. pevný;

2. pohyblivé:

Baktérie vykonávajú plavecký pohyb (pomocou bičíkov)

posuvný pohyb (pomocou kapsúl - fototrofné baktérie: zelené baktérie a sinice; ako aj nefototropné: cytofágy, vláknité formy, myxobaktérie)

Translačný-rotačný pohyb (typický pre spirochéty)

Skupina 1. Spirochety.

Skupina 2

Predstavujú ho aeróbne alebo mikroaerofilné mobilné špirálové alebo zakrivené baktérie G¯ (16 rodov, 3 rody sú patogénne: Campylobacter, Helicobacter, Spirillum)

Skupina 3.

Nepohyblivé, zriedkavo mobilné G¯ zakrivené baktérie (8 rodov, žiadne patogény).

Skupina 4

G¯ aeróbne alebo mikroaerofilné tyčinky a koky (83 rodov). Patogénne: Pseudomonas, Neisseriaceae, Legionellaceae. Do tejto skupiny patria mikroorganizmy používané v biotechnológiách: Acetobacter, Acetomonas (Acidomonas), Azotobacter, Rhizobium.

Skupina 5.

Fakultatívne anaeróbne G¯ tyče.

Zahŕňa 4 podskupiny a 45 rodov. Medzi nimi: rodina Enterobacteriaceae(30 pôrodov): Escherichia, Ervinia, Klebsiella, Proteus, Salmonella, Iersinia, Shigella. Do 4. podskupiny patrí významný biotechnologický objekt Zymomonas (mobily)

Skupina 6.

G¯ anaeróbne priame, zakrivené, špirálovité baktérie.

Medzi nimi sú patogénne a podmienene patogénne rody: Bacteroides, Fusobacterium, Porphyromonas, Prevotella.

Skupina 7.

Baktérie, ktoré vykonávajú disimilačné zníženie síranov alebo síry (14 rodov). Medzi nimi - Desulfobacter.

Skupina 8.

Anaeróbne G¯ koky.

Zahŕňa 4 rody. patogén Veilonella.

Mikrobiológia študuje štruktúru, životnú aktivitu, životné podmienky a vývoj najmenších organizmov, ktoré sa nazývajú mikróby alebo mikroorganizmy.

"Neviditeľní, neustále sprevádzajú človeka, napádajú jeho život ako priatelia alebo nepriatelia," povedal akademik V. L. Omelyansky. Mikróby sú skutočne všade: vo vzduchu, vo vode a v pôde, v ľudskom tele a zvieratách. Môžu byť užitočné a používajú sa pri výrobe mnohých potravín. Môžu byť škodlivé, spôsobiť ochorenie, pokaziť jedlo atď.

Mikróby objavil Holanďan A. Leeuwenhoek (1632-1723) na konci 17. storočia, keď vyrobil prvé šošovky, ktoré dávali 200-krát alebo viac zväčšenie. Mikrokozmos, ktorý videl, ho zasiahol; Leeuwenhoek opísal a načrtol mikroorganizmy, ktoré našiel na rôznych predmetoch. Položil základ deskriptívnej povahy novej vedy. Objavy Louisa Pasteura (1822-1895) dokázali, že mikroorganizmy sa líšia nielen formou a štruktúrou, ale aj svojou životne dôležitou aktivitou. Pasteur zistil, že kvasinky spôsobujú alkoholové kvasenie a niektoré mikróby sú schopné spôsobiť nákazlivé choroby u ľudí a zvierat. Pasteur vošiel do histórie ako vynálezca metódy očkovania proti besnote a antraxu. Príspevok k mikrobiológii R. Kocha (1843-1910) je svetoznámy - objavil pôvodcov tuberkulózy a cholery, II Mečnikov (1845-1916) - vypracoval fagocytárnu teóriu imunity, zakladateľ virológie DI Ivanovský (1864 -1920), N F. Gamaleya (1859-1940) a mnohí ďalší vedci.

Klasifikácia a morfológia mikroorganizmov

Mikróby - Ide o najmenšie, prevažne jednobunkové živé organizmy, viditeľné iba mikroskopom. Veľkosť mikroorganizmov sa meria v mikrometroch - mikrónoch (1/1000 mm) a nanometroch - nm (1/1000 mikrónov).

Mikróby sa vyznačujú obrovskou rozmanitosťou druhov, ktoré sa líšia štruktúrou, vlastnosťami a schopnosťou existovať v rôznych podmienkach prostredia. Môžu byť jednobunkový, mnohobunkový a nebunkové.

Mikróby sa delia na baktérie, vírusy a fágy, huby, kvasinky. Samostatne existujú odrody baktérií - rickettsia, mykoplazmy, osobitnú skupinu tvoria prvoky (prvoky).

baktérie

baktérie- prevažne jednobunkové mikroorganizmy s veľkosťou od desatín mikrometra, napríklad mykoplazma, do niekoľkých mikrometrov a v spirochétách - až do 500 mikrónov.

Existujú tri hlavné formy baktérií – guľovité (koky), tyčinkovité (bacily atď.), stočené (vibrios, spirochéty, spirilla) (obr. 1).

Globulárne baktérie (koky) sú zvyčajne guľovité, ale môžu byť mierne oválne alebo fazuľovité. Koky môžu byť umiestnené jednotlivo (mikrokoky); v pároch (diplokoky); vo forme retiazok (streptokoky) alebo hroznových strapcov (stafylokoky), balíka (sarcinas). Streptokoky môžu spôsobiť tonzilitídu a erysipel, stafylokoky - rôzne zápalové a hnisavé procesy.

Ryža. 1. Formy baktérií: 1 - mikrokoky; 2 - streptokoky; 3 - sardinky; 4 - palice bez spór; 5 - palice so spórami (bacily); 6 - vibriá; 7- spirochéty; 8 - spirilla (s bičíkmi); stafylokoky

tyčinkovité baktérie najčastejšie. Tyčinky môžu byť jednoduché, spojené v pároch (diplobaktérie) alebo v reťazcoch (streptobaktérie). Medzi tyčinkovité baktérie patrí Escherichia coli, patogény salmonelózy, úplavice, brušného týfusu, tuberkulózy atď. Niektoré tyčinkovité baktérie majú schopnosť vytvárať sa za nepriaznivých podmienok spory. Výtrusotvorné tyčinky sú tzv bacily. Vretenovité bacily sú tzv klostrídie.

Sporulácia je zložitý proces. Spóry sa výrazne líšia od normálnej bakteriálnej bunky. Majú hustú škrupinu a veľmi malé množstvo vody, nevyžadujú živiny a rozmnožovanie sa úplne zastaví. Spóry sú schopné dlhodobo odolávať vysychaniu, vysokým a nízkym teplotám a môžu byť v životaschopnom stave desiatky a stovky rokov (spóry antraxu, botulizmu, tetanu a pod.). V priaznivom prostredí spóry vyklíčia, to znamená, že sa zmenia na bežnú vegetatívnu formu.

Spletité baktérie môže byť vo forme čiarky - vibrios, s niekoľkými kučeravkami - spirilla, vo forme tenkej skrútenej tyčinky - spirochéty. Vibriá sú pôvodcom cholery a pôvodcom syfilisu je spirochéta.

bakteriálna bunka má bunkovú stenu (škrupinu), často pokrytú hlienom. Často hlien tvorí kapsulu. Bunková membrána oddeľuje obsah bunky (cytoplazmu) od membrány. Cytoplazma je priehľadná proteínová hmota v koloidnom stave. Cytoplazma obsahuje ribozómy, jadrový aparát s molekulami DNA a rôzne inklúzie rezervných živín (glykogén, tuk atď.).

Mykoplazmy - Baktérie bez bunkovej steny, ktoré pre svoj vývoj vyžadujú rastové faktory obsiahnuté v kvasinkách.

Niektoré baktérie sa môžu pohybovať. Pohyb sa vykonáva pomocou bičíkov - tenkých nití rôznych dĺžok, ktoré vykonávajú rotačné pohyby. Bičíky môžu byť vo forme jednej dlhej nite alebo vo forme zväzku, môžu byť umiestnené po celom povrchu baktérie. Bičíky sú prítomné v mnohých tyčinkovitých baktériách a takmer vo všetkých zakrivených baktériách. Sférické baktérie spravidla nemajú bičíky, sú nehybné.

Baktérie sa rozmnožujú rozdelením na dve časti. Rýchlosť delenia môže byť veľmi vysoká (každých 15-20 minút), pričom počet baktérií sa rýchlo zvyšuje. Toto rýchle delenie je vidieť v potravinách a iných substrátoch bohatých na živiny.

Vírusy

Vírusy- osobitná skupina mikroorganizmov, ktoré nemajú bunkovú štruktúru. Vírusy sa merajú v nanometroch (8-150 nm), takže ich možno vidieť iba elektrónovým mikroskopom. Niektoré vírusy pozostávajú iba z proteínu a jednej z nukleových kyselín (DNA alebo RNA).

Vírusy spôsobujú také bežné choroby ľudí ako chrípka, vírusová hepatitída, osýpky, ale aj choroby zvierat – slintačka a krívačka, psinka a mnohé ďalšie.

Bakteriálne vírusy sú tzv bakteriofágy, plesňové vírusy - mykofágy atď. Bakteriofágy sa nachádzajú všade tam, kde sú mikroorganizmy. Fágy spôsobujú smrť mikrobiálnych buniek a možno ich použiť na liečbu a prevenciu niektorých infekčných chorôb.

Huby sú špeciálne rastlinné organizmy, ktoré nemajú chlorofyl a nesyntetizujú organické látky, ale potrebujú hotové organické látky. Preto sa huby vyvíjajú na rôznych substrátoch obsahujúcich živiny. Niektoré huby sú schopné spôsobiť choroby rastlín (rakovina a pleseň zemiakov a pod.), hmyzu, zvierat a ľudí.

Bunky húb sa líšia od bakteriálnych buniek prítomnosťou jadier a vakuol a sú podobné rastlinným bunkám. Najčastejšie sú vo forme dlhých a rozvetvených alebo prepletených nití - hýfy. Z hýf sa tvorí mycélium, alebo huba. Mycélium môže pozostávať z buniek s jedným alebo viacerými jadrami alebo môže byť nebunkové, čo predstavuje jednu obrovskú viacjadrovú bunku. Na mycéliu sa vyvíjajú plodnice. Telo niektorých húb môže pozostávať z jednotlivých buniek, bez tvorby mycélia (kvasinky a pod.).

Huby sa môžu rozmnožovať rôznymi spôsobmi, vrátane vegetatívneho delením hýf. Väčšina húb sa rozmnožuje nepohlavne a pohlavne pomocou tvorby špeciálnych reprodukčných buniek - spor. Spóry sú zvyčajne schopné pretrvávať dlhú dobu vonkajšie prostredie. Zrelé spóry sa môžu prepravovať na značné vzdialenosti. Keď sa spóry dostanú do živného média, rýchlo sa vyvinú do hýf.

Plesňové huby predstavujú rozsiahlu skupinu húb (obr. 2). V prírode sú široko rozšírené a môžu rásť na potravinových výrobkoch a vytvárať dobre viditeľné plaky rôznych farieb. Pokazenie potravín je často spôsobené hlienovými hubami, ktoré tvoria nadýchanú bielu alebo sivú hmotu. Slizničná huba rhizopus spôsobuje „mäkkú hnilobu“ zeleniny a bobúľ, zatiaľ čo huba botrytis obaľuje a zmäkčuje jablká, hrušky a bobule. Pôvodcami formovacích produktov môžu byť huby z rodu Peniiillium.

Niektoré druhy húb môžu viesť nielen k kazeniu potravín, ale aj k produkcii látok, ktoré sú pre človeka toxické – mykotoxíny. Patria sem niektoré druhy húb rodu Aspergillus, rodu Fusarium atď.

Priaznivé vlastnosti niektorých druhov húb sa využívajú v potravinárskom a farmaceutickom priemysle a iných priemyselných odvetviach. Napríklad huby rodu peniiillium sa používajú na výrobu antibiotika penicilín a pri výrobe syrov (Roquefort a Camembert), huby rodu Aspergillus sa používajú pri výrobe kyseliny citrónovej a mnohých enzýmových prípravkov.

aktinomycéty- mikroorganizmy, ktoré majú vlastnosti baktérií aj húb. Štruktúrou a biochemickými vlastnosťami sú aktinomycéty podobné baktériám a povahou reprodukcie, schopnosťou vytvárať hýfy a mycélium, sú podobné hubám.

Ryža. 2. Druhy plesňových húb: 1 - peniiillium; 2- aspergillus; 3 - mukor.

Kvasnice

Kvasnice- jednobunkové nepohyblivé mikroorganizmy s veľkosťou nie väčšou ako 10-15 mikrónov. Tvar bunky kvasiniek je častejšie okrúhly alebo oválny, menej často tyčinkovitý, polmesiacovitý alebo podobný citrónu. Bunky kvasiniek sú štruktúrou podobné hubám, majú tiež jadro a vakuoly. K rozmnožovaniu kvasiniek dochádza pučaním, delením alebo spórami.

Kvasinky sú v prírode rozšírené, možno ich nájsť v pôde a na rastlinách, na potravinách a rôznych odpadových produktoch obsahujúcich cukry. Vývoj kvasiniek v potravinách môže viesť k ich znehodnoteniu, ktoré spôsobí kvasenie alebo kysnutie. Niektoré druhy kvasníc majú schopnosť premieňať cukor na etylalkohol a oxid uhličitý. Tento proces sa nazýva alkoholové kvasenie a je široko používaný v potravinárskom a vinárskom priemysle.

Niektoré druhy kvasiniek Candida spôsobujú u ľudí ochorenie nazývané kandidóza.