Иммунология

Жизнедеятельность бактерий характеризуется ростом — формированием структурно-функциональных компонентов клетки и увеличением самой бактериальной клетки и размножением — самовоспроизведением, приводящим к увеличению количества бактериальных клеток в популяции.
Бактерии размножаются бинарным делением пополам, реже почкованием. Актиномицеты, как и грибы, могут размножаться" спорами. Актиномицеты, являясь ветвящимися бактериями, размножаются также путем фрагментации нитевидных клеток. Грамположительные бактерии делятся путем врастания синтезирующихся [...]

Среди облигатных анаэробов выделяют аэротолерантные бактерии, которые растут при наличии молекулярного кислорода, но не используют его.
Для выращивания анаэробов используют анаэростаты — специальные емкости, в которых воздух заменяется смесью газов, не содержащих кислорода. Воздух можно удалять из питательных сред путем кипячения, с помощью химических адсорбентов кислорода, помещаемых в анаэростаты или другие емкости с посевами.

По отношению к молекулярному кислороду бактерии можно разделить на 3 основные группы: облигатные, т.е. обязательные аэробы, облигатные анаэробы и факультативные анаэробы. Облигатные аэробы могут расти только при наличии кислорода. Облигатные анаэробы (клостридии ботулизма, газовой ганфены, столбняка, бактероиды и др.) растут на среде без кислорода, который для них токсичен. При наличии кислорода бактерии образуют перекисные радикалы [...]

Дыхание, или биологическое окисление, основано на окислительно-восстановительных реакциях, идущих с образованием АТФ — универсального аккумулятора химической энергии. Энергия необходима микробной клетке для ее жизнедеятельности. При дыхании происходят процессы окисления и восстановления: окисление — отдача донорами (молекулами или атомами) водорода или электронов; восстановление — присоединение водорода или электронов к акцептору. Акцептором водорода или электронов может быть [...]

Среды Эндо и Левина предсташшют собой мясопептонный агар с лактозой и индикатором рН. Среду разливают в чашки Петри.
Бактерии, расщепляющие лактозу с кислотообразованием (лактозоположительные), образуют колонии, окрашенные в красный цвет с металлическим блеском на среде Эндо или в темно-синий на среде Левина в зависимости от характера индикатора. Бактерии, не расщепляющие лактозу (сальмонеллы, дизентерийные палочки), на этих [...]

Различия в ферментном составе используют для идентификации бактерий, поскольку они обусловливают различные биохимические свойства бактерий: сахаролитические (расщепление Сахаров), протеолитические (разложение белков) и другие, выявляемые по конечным продуктам расщепления (образование щелочей, кислот, сероводорода, аммиака и др.). Сахаролитические свойства определяют на дифференциально-диагностических питательных средах Гисса, Эндо, Левина, Плоскирева и др. Среды Гисса (пестрый ряд) состоят из мясопептонного [...]

Ферменты микроорганизмов используют в генетической инженерии (рестриктазы, лигазы и др.) для получения различных биологически активных веществ, а также важных продуктов в легкой, пищевой и других отраслях промышленности, медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве. Ферменты применяют в качестве биодобавок в стиральные порошки для уничтожения органических загрязнений.

Некоторые ферменты (так называемые ферменты агрессии) разрушают ткань и клетки, обусловливая широкое распространение в инфицированной ткани микробов и их токсинов. К таким ферментам относят гиалуронидазу, коллагеназу, ДНКа-зу, нейраминидазу, лецитовителлазу и др. Так, гиалуронидаза стрептококков, расщепляя гиалуроновую кислоту соединительной ткани, способствует распространению стрептококков и их токсинов.

Различают конститутивные и индуцибельные ферменты. К конститутивным ферментам относят ферменты, которые синтезируются клеткой непрерывно, независимо от наличия в питательной среде соответствующего субстрата. Индуцибельные (адаптивные) ферменты синтезируются бактериальной клеткой только при наличии в среде субстрата данного фермента. Например, р-галактозидаза кишечной палочкой на среде с глюкозой практически не образуется, но ее синтез резко увеличивается при выращивании палочек [...]

Многие ферменты взаимосвязаны со структурами микробной клетки. Например, в цитоплазматической мембране имеются окислительно-восстановительные ферменты, участвующие в дыхании и делении клетки, ферменты, обеспечивающие питание клетки, и др. Окислительно-восстановительные ферменты цитоплазматической мембраны и ее производных обеспечивают энергией интенсивные процессы биосинтеза различных структур, в том числе клеточной стенки. Ферменты, связанные с делением и аутолизом клетки, обнаруживаются в клеточной [...]

Ферменты — белки, участвующие в процессах анаболизма (синтеза) и катаболизма (распада), т.е. в метаболизме. Ферменты распознают соответствующие им метаболиты (субстраты), вступают с ними во взаимодействие и ускоряют химические реакции.
Известно более 2000 ферментов. Они объединены в 6 классов: 1) оксидоредуктазы — окислительно-восстановительные ферменты (к ним относят дегидрогеназы, оксидазы и др.); 2) транс-феразы, переносящие отдельные радикалы и [...]

Перенос (транслокация) групп сходен с активным транспортом, отличаясь тем, что переносимая молекула видоизменяется в процессе переноса, например фосфорилируется.
Выход веществ из клетки осуществляется за счет диффузии и при участии транспортных систем.

Активный транспорт происходит с помощью пермеаз и направлен на перенос веществ в направлении от меньшей концентрации в сторону большей, т.е. как бы против «течения», поэтому этот процесс сопровождается затратой метаболической энергии — АТФ, образующегося в результате окислительно-восстановительных реакций в клетке.

Облегченная диффузия происходит также в результате разницы концентрации веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны. Однако этот процесс осуществляется с помощью молекул-переносчиков, локализующихся в цитоплазматической мембране и обладающих определенной специфичностью. Каждый переносчик транспортирует через мембрану соответствующее вещество или передает его другому компоненту цитоплазматической мембраны — собственно переносчику. Белками-переносчиками могут быть пермеазы, место синтеза которых — цитоплаз-матическая [...]

Простая диффузия — наиболее простой механизм поступления веществ в клетку: перемещение веществ происходит вследствие разницы их концентрации по обе стороны цитоплазмати-ческой мембраны. Вещества проходят в основном через липид-ную часть цитоплазматической мембраны (органические молекулы, лекарственные препараты) и реже по заполненным водой каналам и цитоплазматической мембране. Пассивная диффузия осуществляется без затраты энергии.

Проникновение различных веществ в бактериальную клетку зависит от величины и растворимости их молекул в липидах или воде, рН среды, их концентрации, проницаемости мембран и др. Клеточная стенка пропускает небольшие молекулы и ионы, задерживая макромолекулы с относительной молекулярной массой более 600. Основным регулятором поступления веществ в клетку является цитоплазмати-ческая мембрана. Условно можно выделить 4 механизма проникновения [...]

Для роста микробов на питательных средах необходимы определенные дополнительные компоненты, соединения, которые сами микробы синтезировать не могут, поэтому эти вещества надо добавлять в питательные среды. Такие соединения называются факторами роста. К факторам роста относят: аминокислоты, необходимые для построения молекул белков, пурины и пиримидины — для образования нуклеиновых кислот, витамины, входящие в состав некоторых ферментов. По [...]

В зависимости от окисляемого субстрата, называемого донором электронов или водорода, микробы делят на две группы. Микробы, использующие в качестве доноров водорода неорганические соединения, называют литотрофными (от греч. lithos — камень), а микроорганизмы, использующие в качестве доноров водорода органические соединения, — органотрофами. По источнику энергии бактерии делятся на фототрофы, т.е. фотосин-тезирующие (например, сине-зеленые водоросли, использующие энергию [...]

Широкому распространению бактерий способствует разнообразие типов их питания. Микроорганизмы нуждаются в углероде, азоте, сере, фосфоре, калии и других элементах. По источникам углерода для питания бактерии делят на аутотрофы (от греч. autos — сам, trophe — пища), использующие для построения своих клеток диоксид углерода С02 и другие неорганические соединения, и гетеротрофы (от греч. heteros — другой, [...]

Питательные субстраты поступают внутрь бактериальной клетки через всю ее поверхность, обеспечивая высокую скорость процессов метаболизма и адаптацию к меняющимся условиям окружающей среды.

Минеральные вещества бактерий обнаруживают в золе после сжигания клеток. В большом количестве выявляются фосфор, калий, натрий, сера, железо, кальций, магний, а также микроэлементы (цинк, медь, кобальт, барий, марганец и др.). Они участвуют в регуляции осмотического давления, рН среды, окислительно-восстановительного потенциала, активируют ферменты, входят в состав ферментов, витаминов и структурных компонентов микробной клетки. Например, железо входит [...]

Липиды входят в состав цитоплазматической мембраны и ее производных, а также клеточной стенки бактерий, например наружной мембраны, где, кроме бимолекулярного слоя липи-дов, имеется Л ПС. Липиды могут выполнять в цитоплазме роль запасных питательных веществ. Липиды бактерий представлены фосфолипидами, жирными кислотами и глицеридами. Наибольшее количество липидов (до 40 %) содержат микобактерии туберкулеза.

Углеводы бактерий представлены простыми веществами (моно-и дисахаридами) и комплексными соединениями. Полисахариды часто входят в состав капсул. Некоторые внутриклеточные полисахариды (крахмал, гликоген и др.) являются запасными питательными веществами клетки.

Бактерии можно характеризовать (таксономически) по содержанию суммы гуанина и цитозина (Г и Ц) в молярных процентах (М%) от общего количества оснований ДНК. Более точной характеристикой микроорганизмов является гибридизация их ДНК. Основой метода гибридизации ДНК является способность денатурированной (однонитевой), «расплетенной» ДНК ренату-рироваться, т.е. соединяться с комплементарной нитью ДНК и образовывать двухцепочечную молекулу ДНК.

Нуклеиновые кислоты бактерий выполняют функции, аналогичные таковым нуклеиновых кислот эукариотических клеток: молекула ДНК в виде хромосомы обусловливает наследственность, РНК (информационная, или матричная, транспортная и рибосомная) участвуют в биосинтезе белка.

Белки составляют 40—80 % сухой массы бактерий. Они определяют важнейшие биологические свойства бактерий. Молекулы этих белков обычно состоят из сочетаний 20 остатков обычных аминокислот. Кроме того, в состав бактерий входит диа-минопимелиновая кислота (ДАП), отсутствующая в клетках человека и животных. Бактерии содержат более 2000 различных белков, находящихся в структурных компонентах и участвующих в процессах метаболизма. Большая [...]

В состав бактерий, как и других микробов, входят вода, белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, минеральные вещества.
Вода — основной компонент бактериальной клетки, составляющий около 80 % ее массы. В спорах количество воды уменьшается до 18—20 %. Вода является растворителем для многих веществ, а также выполняет механическую роль в обеспечении тургора. При плазмолизе — потере клеткой воды [...]

Бактерии отличаются своеобразным химическим составом, разнообразными типами питания, способами получения энергии, быстрым размножением, высокой приспособляемостью и устойчивостью ко многим факторам окружающей среды.

Физиология микробов — раздел микробиологии, изучающий жизнедеятельность микробов, процессы их питания, обмена, дыхания, роста, размножения, закономерности взаимодействия с окружающей средой.
Выяснение физиологии микробов важно для понимания патогенеза, постановки микробиологического диагноза, проведения лечения и профилактики инфекционных заболеваний, регуляции взаимоотношений человека с окружающей средой и т.д.