Mikroorganismer (mikrober) anses å være encellede organismer, hvis størrelse ikke overstiger 0,1 mm. Representanter for denne store gruppen kan ha forskjellig cellulær organisasjon, morfologiske egenskaper og metabolske evner, det vil si at hovedtrekket som forener dem er størrelse. Begrepet "mikroorganisme" i seg selv er ikke utstyrt med en taksonomisk betydning. Mikrober tilhører en lang rekke taksonomiske enheter, og andre representanter for disse enhetene kan være flercellede og nå store størrelser.
Generelle tilnærminger til klassifisering av mikroorganismer
Som et resultat av den gradvise akkumuleringen av faktamateriale om mikrober, ble det nødvendig å innføre regler for beskrivelse og systematisering av dem.
Klassifiseringen av mikroorganismer er preget av tilstedeværelsen av følgende taxa: domene, phylum, klasse, orden, familie, slekt, art. I mikrobiologi bruker forskere det binomiale systemet med objektegenskaper, det vil si at nomenklaturen inkluderer navnene på slekten og arten.
For de fleste mikroorganismeren ekstremt primitiv og universell struktur er karakteristisk, derfor kan deres inndeling i taxa ikke utføres bare i henhold til morfologiske trekk. Funksjonelle trekk, molekylærbiologiske data, mønstre av biokjemiske prosesser osv. brukes som kriterier.
Identifikasjonsfunksjoner
For å identifisere en ukjent mikroorganisme, blir det utført forskning for å studere følgende egenskaper:
- Cellecytologi (tilhører primært pro- eller eukaryote organismer).
- Morfologi av celler og kolonier (under spesifikke forhold).
- Kulturelle egenskaper (vekstegenskaper på ulike medier).
- Komplekset av fysiologiske egenskaper som klassifiseringen av mikroorganismer etter type respirasjon (aerob, anaerob) er basert på
- Biokjemiske tegn (tilstedeværelse eller fravær av visse metabolske veier).
- Et sett med molekylærbiologiske egenskaper, inkludert å ta hensyn til nukleotidsekvensen, muligheten for hybridisering av nukleinsyrer med materialet til typestammer.
- Kemotaksonomiske indikatorer, som tar hensyn til den kjemiske sammensetningen av ulike forbindelser og strukturer.
- Serologiske egenskaper (reaksjoner "antigen - antistoff"; spesielt for patogene mikroorganismer).
- Tilstedeværelse og natur av følsomhet for spesifikke fager.
Systematikk og klassifisering av mikroorganismer relatert til prokaryoter utføres ved hjelp av "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria". Identifikasjonen utføres vhaBurgeys determinant.
Ulike måter å klassifisere mikrober
For å bestemme den taksonomiske tilhørigheten til en organisme, brukes flere metoder for å klassifisere mikroorganismer.
Med formell numerisk klassifisering anses alle funksjoner som like viktige. Det vil si at tilstedeværelsen eller fraværet av en bestemt funksjon tas i betraktning.
Morfofysiologisk klassifisering involverer studiet av helheten av morfologiske egenskaper og trekk ved flyten av metabolske prosesser. I dette tilfellet er det utstyrt med mening og betydning av en bestemt egenskap til et objekt. Plasseringen av en mikroorganisme i en bestemt taksonomisk gruppe og tildelingen av et navn avhenger først og fremst av typen cellulær organisasjon, celle- og kolonimorfologi og vekstmønstre.
Regnskap for funksjonelle egenskaper gir mulighet for å bruke ulike næringsstoffer av mikroorganismer. Også viktig er avhengigheten av visse fysiske og kjemiske faktorer i miljøet, og spesielt måtene å skaffe energi på. Det er mikrober som krever kjemotaxonomiske studier for å identifisere dem. Patogene mikroorganismer krever serodiagnose. Kvalifiseringen brukes til å tolke resultatene av testene ovenfor.
I molekylærgenetisk klassifisering analyseres strukturen til molekylene til de viktigste biopolymerene.
Prosedyre for identifisering av mikroorganismer
I dag begynner identifiseringen av en bestemt mikroskopisk organisme medisolering av dens rene kultur og analyse av nukleotidsekvensen til 16S rRNA. Dermed bestemmes mikrobens plass på det fylogenetiske treet, og den påfølgende spesifikasjonen etter slekt og art utføres ved bruk av tradisjonelle mikrobiologiske metoder. En tilfeldighetsverdi på 90 % lar deg bestemme slekten, og 97 % - art.
Enda klarere differensiering av mikroorganismer etter slekt og art er mulig ved bruk av polyfyletisk (polyfase) taksonomi, når bestemmelsen av nukleotidsekvenser kombineres med bruk av informasjon på ulike nivåer, opp til økologiske. Det vil si at et søk etter grupper av lignende stammer utføres først, etterfulgt av å bestemme de fylogenetiske posisjonene til disse gruppene, fikse forskjellene mellom gruppene og deres nærmeste naboer, og samle inn data for å skille gruppene.
Hovedgrupper av eukaryote mikroorganismer: alger
Dette domenet inkluderer tre grupper der det er mikroskopiske organismer. Vi snakker om alger, protozoer og sopp.
Alger er encellede, koloniale eller flercellede fototrofer som utfører oksygenisk fotosyntese. Utviklingen av en molekylærgenetisk klassifisering av mikroorganismer som tilhører denne gruppen er ennå ikke fullført. Derfor, for øyeblikket, i praksis, brukes klassifiseringen av alger basert på sammensetningen av pigmenter og reservestoffer, strukturen til celleveggen, tilstedeværelsen av mobilitet og metoden for reproduksjon.
Typiske representanter for denne gruppen erencellede organismer som tilhører dinoflagellater, kiselalger, euglenoider og grønnalger. Alle alger er preget av dannelse av klorofyll og ulike former for karotenoider, men evnen til å syntetisere andre former for klorofyll og fykobiliner hos representantene for gruppen manifesterer seg på forskjellige måter.
Kombinasjonen av disse eller de pigmentene bestemmer fargingen av celler i forskjellige farger. De kan være grønne, brune, røde, gyldne. Cellepigmentering er et artskjennetegn.
Kiselalger er encellede planktoniske former, der celleveggen ser ut som et toskallet silisium. Noen representanter er i stand til å bevege seg etter typen glidning. Reproduksjon er både aseksuell og seksuell.
Hvileområdene til encellede euglena-alger er ferskvannsreservoarer. De beveger seg ved hjelp av flageller. Det er ingen cellevegg. Kan vokse i mørke på grunn av prosessen med oksidasjon av organiske stoffer.
Dinoflagellater har en spesiell struktur i celleveggen, den består av cellulose. Disse planktoniske encellede algene har to laterale flageller.
For mikroskopiske representanter for grønnalger er habitater ferske og marine vannforekomster, jord og overflaten til forskjellige landlevende objekter. Det er ikke-bevegelige arter, og noen er i stand til å bevege seg ved hjelp av flageller. Akkurat som dinoflagellater har grønne mikroalger en cellevegg av cellulose. Lagring av stivelse i celler er karakteristisk. Reproduksjon er både aseksuell og seksuellmåte.
Eukaryote organismer: protozoer
De grunnleggende prinsippene for klassifisering av mikroorganismer som tilhører protozoene er basert på morfologiske egenskaper som varierer sterkt blant representanter for denne gruppen.
Den allestedsnærværende distribusjonen, opprettholdelsen av en saprotrofisk eller parasittisk livsstil bestemmer i stor grad deres mangfold. Mat frittlevende protozoer er bakterier, alger, gjær, andre protozoer og til og med små leddyr, samt døde rester av planter, dyr og mikroorganismer. De fleste representanter har ikke en cellevegg.
De kan leve et stillestående liv eller bevege seg rundt ved hjelp av forskjellige enheter: flageller, flimmerhår og proleger. Det er flere grupper innenfor den taksonomiske gruppen av protozoer.
Representanter for de enkleste
Amøber mater ved endocytose, beveger seg ved hjelp av pseudopoder, essensen av reproduksjon ligger i den primitive deling av cellen i to. De fleste amøber er frittlevende akvatiske former, men det er noen som forårsaker sykdom hos mennesker og dyr.
Infusoria-celler har to forskjellige kjerner, aseksuell reproduksjon består i tverrdeling. Det er representanter for hvilke seksuell reproduksjon er karakteristisk. Et koordinert system av flimmerhår tar del i bevegelsen. Endocytose utføres ved å fange opp mat i et spesielt munnhule, og restene skilles ut gjennomhull i bakenden. I naturen lever ciliater i vannforekomster forurenset med organiske stoffer, samt i vomma til drøvtyggere.
Flagellater er preget av tilstedeværelsen av flageller. Absorpsjonen av oppløste næringsstoffer utføres av hele overflaten av CPM. Deling skjer kun i lengderetningen. Blant flagellater er det både frittlevende og symbiotiske arter. De viktigste symbiontene til mennesker og dyr er trypanosomer (forårsaker sovesyke), leishmania (forårsaker vanskelige å helbrede sår), giardia (fører til tarmsykdommer).
Sporozoer har den mest komplekse livssyklusen av alle protozoer. Den mest kjente representanten for sporozoer er malariaplasmodium.
Eukaryote mikroorganismer: sopp
Klassifisering av mikroorganismer etter type ernæring refererer representanter for denne gruppen til heterotrofer. De fleste er preget av dannelsen av mycel. Respirasjonen er vanligvis aerob. Men det finnes også fakultative anaerober som kan gå over til alkoholgjæring. Reproduksjonsmetoder er vegetative, aseksuelle og seksuelle. Det er denne funksjonen som fungerer som et kriterium for videre klassifisering av sopp.
Hvis vi snakker om betydningen av representanter for denne gruppen, så er den mest interessante her den kombinerte ikke-taksonomiske gruppen av gjær. Dette inkluderer sopp som ikke har et mycelisk vekststadium. Det er mange fakultative anaerober blant gjær. Det finnes imidlertid også sykdomsfremkallende arter.
Hovedgrupper av prokaryote mikroorganismer:archaea
Morfologi og klassifisering av prokaryote mikroorganismer kombinerer dem i to domener: bakterier og archaea, hvis representanter har mange betydelige forskjeller. Archaea har ikke peptidoglykan (murein) cellevegger som er typiske for bakterier. De er preget av tilstedeværelsen av et annet heteropolysakkarid - pseudomurein, som ikke inneholder N-acetylmuraminsyre.
Archaea er delt inn i tre phyla.
Funksjoner ved strukturen til bakterier
Prinsippene for klassifisering av mikroorganismer som forener mikrober i dette domenet er basert på de strukturelle egenskapene til cellemembranen, og spesielt innholdet av peptidoglykan i den. Det er for øyeblikket 23 phyla i domenet.
Bakterier er et viktig ledd i stoffkretsløpet i naturen. Essensen av deres betydning i denne globale prosessen er nedbryting av planterester og dyr, rensing av vannforekomster forurenset med organisk materiale og modifisering av uorganiske forbindelser. Uten dem ville eksistensen av liv på jorden vært umulig. Disse mikroorganismene lever over alt, deres habitat kan være jord, vann, luft, menneskekroppen, dyr og planter.
I henhold til formen på celler, tilstedeværelsen av enheter for bevegelse, artikulering av celler seg imellom, utføres dette domenet innenfor den påfølgende klassifiseringen av mikroorganismer. Mikrobiologi vurderer følgende typer bakterier basert på formen på cellene: rund, stavformet, filamentøs, kronglete, spiral. Avhengig av typen bevegelse kan bakterier være immobile, flagellerte eller bevege seg på grunn av utskillelse.slim. Basert på måten celler artikulerer med hverandre, kan bakterier isoleres, kobles sammen i form av par, granuler og forgreningsformer finnes også.
patogene mikroorganismer: klassifisering
Patogene mikroorganismer er mange blant stavformede bakterier (årsaksstoffer for difteri, tuberkulose, tyfoidfeber, miltbrann); protozoer (malariaplasmodium, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, noen patogene amøber), actinomycetes, mykobakterier (årsaksstoffer til tuberkulose, spedalskhet), muggsopp og gjærlignende sopp (årsaksstoffer til mykoser, candidiasis). Sopp kan forårsake alle typer hudlesjoner, for eksempel forskjellige typer lav (med unntak av herpes zoster, der viruset er involvert). Noen gjærsopp, som er permanente beboere i huden, har ikke en skadelig effekt under normale immunsystemforhold. Men hvis aktiviteten til immunsystemet reduseres, forårsaker de seboreisk dermatitt.
patogenitetsgrupper
Den epidemiologiske faren ved mikroorganismer er kriteriet for å gruppere alle patogene mikrober i fire grupper tilsvarende fire risikokategorier. Derfor er gruppene av patogenisitet av mikroorganismer, hvis klassifisering er gitt nedenfor, av størst interesse for mikrobiologer, siden de direkte påvirker livet og helsen til befolkningen.
Den sikreste, fjerde patogenisitetsgruppen, inkluderer mikrober som ikke utgjør en trussel mot helsen til et individ (eller risikoen for denne trusselen er ubetydeligliten). Det vil si at risikoen for infeksjon er svært liten.
3. gruppe kjennetegnes av moderat smitterisiko for et individ, lav risiko for samfunnet som helhet. Slike patogener kan teoretisk forårsake sykdom, og selv om de gjør det, finnes det påvist effektive behandlinger, samt et sett med forebyggende tiltak som kan forhindre spredning av infeksjon.
Den 2. patogenisitetsgruppen inkluderer mikroorganismer som utgjør en høy risiko for den enkelte, men lav for samfunnet som helhet. I dette tilfellet kan patogenet forårsake alvorlig sykdom hos mennesker, men det sprer seg ikke fra en infisert person til en annen. Effektive metoder for behandling og forebygging er tilgjengelig.
1. patogenisitetsgruppe er preget av høy risiko både for individet og samfunnet som helhet. Et patogen som forårsaker alvorlig sykdom hos et menneske eller et dyr kan lett overføres på en rekke måter. Effektive behandlinger og forebyggende tiltak er generelt ikke tilgjengelige.
Patogene mikroorganismer, hvis klassifisering bestemmer deres tilhørighet til en eller annen patogenisitetsgruppe, forårsaker stor skade på folkehelsen bare hvis de tilhører 1. eller 2. gruppe.
