Филогенетическое древо и домены жизни
Современная классификация разделяет все живые организмы на три крупных домена, каждый из которых имеет свои структурные и физиологические особенности:
- Bacteria (Бактерии) — прокариоты, имеющие клеточную стенку с пептидогликаном. Включают большинство известных патогенных микробов.
- Archaea (Археи) — древние прокариоты, часто обитающие в экстремальных условиях (термофилы, галофилы). Их клеточная стенка лишена пептидогликана, а генетический аппарат имеет уникальное строение. Среди архей нет возбудителей инфекций человека.
- Eukarya (Эукариоты) — организмы с оформленным ядром и мембранными органеллами (митохондриями, аппаратом Гольджи). В микробиологии к ним относят простейших, грибы и хромовиков.
Морфология бактерий
Внутри домена Bacteria микроорганизмы классифицируют на основе архитектуры их клеточной оболочки. Главный метод дифференциации — окраска по Граму:
- Грамположительные (Гр+) — имеют толстую клеточную стенку, состоящую преимущественно из мощного слоя пептидогликана. Окрашиваются в сине-фиолетовый цвет. Примеры: Staphylococcus, Bacillus, Lactobacillus.
- Грамотрицательные (Гр-) — слой пептидогликана тонкий, но снаружи присутствует дополнительная внешняя мембрана из фосфолипидов и липополисахаридов. Окрашиваются в красный цвет. Примеры: Salmonella, Escherichia.
- Бактерии без клеточной стенки — выделены в отдельный класс Mollicutes (микоплазмы).
Бактериальная клетка уникальна по своему химическому составу. В ней присутствуют соединения, которых нет у человека: N-ацетилмурамовая кислота, D-изомеры аминокислот и диаминопимелиновая кислота. Именно поэтому ферменты, участвующие в синтезе бактериальной стенки, выступают идеальной мишенью для антибиотиков — они уничтожают патоген, не повреждая клетки хозяина.
Медицинское значение имеют несколько крупных типов (филумов) бактерий: Proteobacteria (грамотрицательные, включая Helicobacter и Haemophilus), Firmicutes (грамположительные кокки, бациллы и клостридии) и Bacteroidetes.
Эукариотические микроорганизмы
Домен Eukarya представлен клетками со сложной внутренней организацией. В медицинской микробиологии особое внимание уделяется следующим царствам:
- Простейшие (Protozoa) — одноклеточные организмы. Их цитоплазма часто разделена на два слоя: плотную наружную эктоплазму и подвижную зернистую эндоплазму, где располагаются ядро и органеллы.
- Настоящие грибы (Eumycota) — гетеротрофы без хлорофилла, обладающие толстой клеточной стенкой. Широко распространены в окружающей среде.
- Хромовики (Chromista) — таксон, куда после пересмотра классификации отнесли некоторых бывших простейших и грибов (например, бластоцист).
Физиология взаимодействий: паразитизм и симбиоз
Микроорганизмы постоянно взаимодействуют с макроорганизмами и друг с другом. В медицине ключевую роль играют следующие формы сожительства:
- Мутуализм — взаимовыгодное сосуществование (например, нормальная микрофлора кишечника).
- Комменсализм — микробы размножаются на коже или слизистых, не принося ни пользы, ни вреда в нормальных условиях (условно-патогенная флора).
- Паразитизм — форма антагонизма, при которой микроб использует хозяина как среду обитания и источник питания, нанося ему вред.
Паразитизм бывает истинным (генетически закрепленным, как у малярийного плазмодия) и ложным (случайное попадание свободноживущего организма в тело хозяина). Истинные паразиты обладают высоким репродуктивным потенциалом и вырабатывают молекулярные механизмы защиты от иммунитета хозяина. К таким адаптациям относятся инкапсуляция (создание барьера от антител), антигенная изменчивость (смена состава гликокаликса) и молекулярная мимикрия (маскировка под антигены хозяина).
В микробных сообществах также встречается антагонизм — конкуренция за питательные вещества, при которой один вид подавляет другой с помощью выделения специфических антибиотических веществ.
Как запомнить клеточные стенки: ГрамПоложительные бактерии имеют Плотный слой Пептидогликана. ГрамОтрицательные — слой тонкий, но есть Оболочка снаружи (наружная мембрана).
Вопросы с занятий и экзамена
Чем археи принципиально отличаются от бактерий?
В клеточной стенке архей нет пептидогликана, у них иное строение рибосом, и среди них не существует видов, способных вызывать инфекционные заболевания у человека.
Для чего бактерии образуют эндоспоры?
Эндоспоры формируются внутри клетки при неблагоприятных условиях (высушивание, радиация, нехватка питания) для сохранения вида. В отличие от грибов, у бактерий это не способ размножения.
Что такое молекулярная мимикрия у паразитов?
Это эволюционное приспособление, при котором поверхностные антигены паразита становятся структурно похожими на антигены организма хозяина, что позволяет микробу «спрятаться» от иммунной системы.
Что ещё разобрать по теме
- Микробиоценоз почвы, воды и воздуха
- Санитарно-показательные микроорганизмы
- Методы определения ферментативной активности бактерий
- Правила забора материала для бактериологического исследования
- Роль микробов в круговороте веществ
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Морфология и физиология микроорганизмов» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.