Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів




НазваниеМорфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів
страница3/6
Дата04.02.2013
Размер0.83 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6

Методи культивування бактерій. Поживні середовища і їх класифікація.

Типи і механізм живлення і дихання бактерій. Методи створення анаеробних умов.

Вплив факторів зовнішнього середовища на мікроорганізми.

Бактеріологічний метод є найважливішим у практичній діяльності будь-якої мікробіологічної лабораторії. Для цього широко використовуються Живильні середовища, на яких вирощують досліджувані мікроорганізми. Характеристика колоній – важлива складова частина роботи бактеріолога, адже мікроорганізмам кожного виду властиві свої особливості росту. Знання ферментів мікроорганізмів необхідне для ідентифікації виділеної культури.

Головний метод у боротьбі з інфекційними хворобами – профілактичний. У зв¢язку з цим у діяльності медичних закладів велике значення має попередження проникнення збудників захворювань в організм людини або інші об¢єкти. Це проводиться методами мікробної деконтамінації. Основні з них – стерилізація, дезинфекція, антисептика і асептика.


Типи живлення бактерiй

Усім організмам властивий невпинний обмін речовин з навколишнім середовищем. Для здійснення процесів живлення і розмноження потрібна наявність поживних матеріалів, з яких бактерії синтезують складові частини свого тіла і дістають внаслідок окислення і відновлення різних речовин потрібну енергію. Джерелами енергії для бактерій є сонячне світло, неорганічні й органічні речовини.

За характером використання джерела енергії розрізняють три групи бактерій.

Фототрофи як джерело енергії використовують сонячне світло. Автотрофи (аутотрофи) — неорганічний вуглець, органотрофи (гетеротрофи) — органічний вуглець (вуглеводи, жирні кислоти).

Літотрофи (грец. Htos — камінь, trophe — живлення) дістають енергію від окислення неорганічних речовин (водень, окис вуглецю, метан, аміак, сполуки заліза, марганцю, сірки). Вони відіграють вакливу роль у кругообігу речовин у природі.

Разом з тим літотрофи справляють і шкідливий вплив: руйнують будівельні матеріали (бетон, скло, гуму, емаль та ін.), спричинюють корозію металів, піддають руйнуванню, близько 10% усіх запасів нафти і значною мірою знижують її якість.

До хемолітотрофів належать бактерії, що населяють гарячі джерела, їх виявляють на дні океанів, у надсолоних озерах, на скелях гірських вершин, у пісках пустель.

Найважливіші об'єкти для медичної мікробіології — органотрофи, їх поділяють на сапрофітів і паразитів.

Сапрофіти в процесі своєї життєдіяльності використовують органічні речовини, які є в навколишньому середовищі. До них відносять більшість видів бактерій, що населяють нашу планету.

Паразити —це порівняно невелика група мікроорганізмів (0,1 %), які пристосувалися в ході еволюції до паразитичного способу життя; вони живляться за рахунок органічних сполук тварин і людини.

Поділ органотрофних мікроорганізмів на сапрофітів й паразитів не абсолютний, бо не завжди можна чітко розмежувати ці підгрупи. Окремі види патогенних для людини бактерій можуть існувати в навколишньому середовищі як сапрофіти, і, навпаки, деякі сапрофіти за несприятливих умов можуть спричиняти у людей і тварин різні захворювання.

Більшість бактерій розвивається тільки в складних середовищах, що містять пептон (продукт ферментативного розщеплення м'яса та інших білкових субстратів), м'ясний екстракт і подібні до них продукти біологічного походження.

Органотрофні організми на відміну від літотрофних потребують органічних сполук, що мають асиметрично розташований атом вуглецю. Проте останнім часом доведено, що окремі види органотрофних бактерій, найпростіших, грибів засвоюють діоксид вуглецю й аміак, синтезуючи з них складні вуглеводи й амінокислоти. Так, наприклад, Е. соїі добре росте на синтетичному живильному середовищі, що містить NH4C1, MgSO4, KH2PO4) NaHPO4> глюкозу і воду.

Наведені дані підтверджують припущення, що абсолютних органотрофів немає. Засвоєння діоксиду вуглецю, як доведено, не є монополією зелених рослин і пурпурних сіркобактерій, воно спостерігається і серед багатьох органотрофів; цю властивість мають і патогенні види.

Постає питання: які організми з'явилися раніше — літотрофні чи органотрофні? С. М. Виноградський, В. Л. Омелянський.Б. Найт і інші вважають первинними організмами літотрофні бактерії. О. І. Опарін, І. І. Сорокін, М. Д. Ієрусалимський та інші дотримуються думки, що першими живими істотами були органотрофи, які живляться органічними речовинами. Виходячи з цієї кднцепцц, §важають, що спочатку з'явилися анаероби — мікроорганізми, які живуть у безкисневому середовищі, оскільки в атмосфері Землі в той час майже не було кисню, збільшення концентрації якого було пов'язане з інтенсивним розвитком зелених рослин. В процесі еволюції утворились літотрофні мікроорганізми, які почали використовувати кисень, щоб мати потрібну для них енергію. Отже, аеробний тип дихання властивий пізнішому періодові розвитку мікроорганізмів.

Фактори росту. Поряд з пептонами, вуглеводами, жирними кислотами й неорганічними елементами бактерії потребують спеціальних речовин — факторів росту, що відіграють роль каталізаторів біохімічних процесів клітини і є структурними одиницями при утворенні деяких ферментів.

Одні бактерії не потребують добавляння до поживного середовища вітамінів, оскільки самі можуть синтезувати їх, інші — погано ростуть або зовсім не культивуються (наприклад, гемолітичні стрептококи) в без вітамінних середовищах. Так, Haemophilus influenzae потребує для свого росту складних речовин, які є в крові: Х-фактора (гомін) і Y-фактора (коензим ферменту дегідрази).

До вітамінів і вітаміноподібних речовин, які потрібні для розвитку бактерій, належать біотин, тіамін (вітамін B1, рибофлавін(вітамін В2), пантотенова кислота (вітамін В?), холін (вітамін В4), нікотинова і фолієва кислоти і їх похідні, піридоксин (вітамін BJ, ціанокобаламін (вітамін В12) та його похідні — кобамідні коферменти, а також параамінобензойна кислота (Hj), нікотинова кислота, В-аланін.

Факторами росту є також пурини, піримідини, жирні кислоти та інші речовини.

Концентрація факторів росту в живильному середовищі виражається в мікрограмах, потреба в них коливається в межах 0,1 — 10 мкг/мл. Надлишок вітамінів затримує ріст мікроорганізмів.

Мікрофлора кишок відіграє певну роль у безпосередньому забезпеченні вітамінами людини і тварин. Багато мікроорганізмів беруть участь у вітамінному обміні рослин, у збагаченні вітамінами харчових продуктів та у виробництві вітамінів. Тепер усі мікроорганізми щодо їх здатності синтезувати фактори росту порівняно добре вивче­ні і класифіковані завдяки використанню синтетичних середовищ з точним вмістом кожного інгредієнта.

Значення неорганічних речовин у живленні бактерій. Калій має каталітичну дію, активує ферментні системи бактерій; кальцій бере участь у нітрифікації, фіксації азоту ґрунтовим мікроорганізмом (азотобактером), утворенні желатинази.

Велике значення в життєдіяльності бактерій мають фосфор, сірка, магній, залізо. Доведено, що залізо є в дихальних ферментах і виконує функцію каталізатора окислювальних процесів; воно — необхідний елемент хімічного складу мікобактерій туберкульозу, коринебактерій дифтерії, Е. соlі та ін. Вміст фосфору в бактеріях коливається від 1,5 до 4,5 % сухого залишку; у мікобактерій його значно більше.

Іони заліза, цинку, магнію, міді та інших мікроелементів відіграють важливу роль в утворенні актиноміцетами антибіотиків. Іони магнію, марганцю активують ДНК-азу гемолітичного стрептокока. Мікроелементи входять до складу активних груп деяких ферментів.



Джерело живлення

Групи мiкроорганiзмiв

Вуглець

Автотрофи

Гетеротрофи

Енергiя

Фототрофи

Хемотрофи

Донори електронiв

Літотрофи

Органотрофи


Бактеріальна клітина використовує Живильні субстрати для синтезу складових частин свого тіла, ферментів, пігментів, факторів росту, токсинів, відкладання резервного матеріалу й утворення енергії, за рахунок якої вона існує.

Метаболізм бактерій охоплює два протилежних і разом з тим єдиних процеси: конструктивний і енергетичний обмін речовин.

Конструктивний обмін речовин відбувається з вбиранням вільної енергії. Для цього типу обміну витрачається порівняно мало поживного матеріалу, що споживається клітиною. Енергетичний обмін речовин забезпечує перетворення енергії у форму, доступну для засвоєння її клітиною. На здійснення цього процесу витрачається ве­личезна маса поживних субстратів. Продукти неповного окислення субстрату потрібні для бактерій не тільки як джерело енергії, а й як матеріал для побудови їх клітин.

Основні механізми живлення бактерій:

  1. Пасивна дифузія

  2. Полегшена дифузія

  3. Активний транспорт

  4. Транслокація хімічних груп

  5. Іонний транспорт


Пасивна дифузія функціонує тоді, коли створюється градієнт концентрації речовини всередині бактеріальної клітини та зовні. Вона відбувається пасивно, тому що не вимагає затрат енергії.

Полегшена дифузія здійснюється за рахунок особливих білків - пермеаз, які містяться в цитоплазматичній мембрані. Цей процес також не вимагає енергетичного забезпечення.



Однак більшість поживних речовин, метаболітів, іонів проникають у клітину за допомогою активного транспорту. Його також забезпечують білки-пермеази, але вони є високоспецифічними й здатні переносити тільки певні субстрати. Цей процес відбувається за рахунок енергії, яку генерує клітина, тому можливий перенос і проти градієнта концентрації речовини. Якщо цьому процесу передує певна хімічна модифікація молекули, його називають транслокацією хімічних груп. Виділяють також механізм іонного транспорту, при якому відбувається перенос у клітину окремих неорганічних іонів.


Транспорт поживних речовин

Вбирання клітинами поживних речовин — досить складний про­цес. Одноклітинним найпростішим властивий голозойний тип живлення, що характеризується заковтуванням твердих частинок їжі, перетравлюванням і перетворенням їх у розчинні сполуки. Бактеріям, водоростям, грибам, рослинам властивий галофітний тип живлення; вони вбирають Живильні речовини в розчиненому вигляді.

Проте ця відмінність неістотна, оскільки клітини найпростіших, так само як і рослинних організмів, використовують розчинні у воді або клітинному соку Живильні субстрати, а багато які бактерії і гриби можуть засвоювати тверді Живильні речовини, попередньо розщеплюючи їх зовнішнім перетравлюванням за допомогою екзоферментів. При дифузії розчинена речовина переміщується із зони високої концентрації за межами тіла бактеріальної клітини в організм бакте­рій доти, доки концентрація не стане однаковою.

Проходження розчинника через цитоплазматичну мембрану бактерій із зони нижчої концентрації розчиненої речовини в зону вищої концентрації відбувається в результаті осмосу. Градієнт концентрації й осмотичні сили, що діють з обох боків цитоплазматичної мембрани, дуже різноманітні і залежать від різниці концентрації багатьох речовин, які є в клітині і поживному середовищі. Перенесення розчинених речовин із живильного середовища в клітину може здійснюватися втягненням їх разом з розчинником при умові достатньої пористості цитоплазматичної мембрани. Цитоплазматична мембрана складається з ліпідних і білкових молекул, розташованих у певній послідовності. Заряджені групи молекул своїми кінцями спрямовані до поверхні мембрани. На заряджених кінцях адсорбовані шари білка, що складаються з білкових ланцюгів і утворюють сплетення на зовнішній і внутрішній поверхнях цитоплазматичної мембрани. Висока вибірна властивість, що дає змогу клітинам бактерій відрізняти одні речовини від інших, пов'язана з наявністю ферментних систем, локалізованих на поверхні клітин. Завдяки дії цих ферментів нерозчинні в цитоплазматичній мембрані речовини стають розчинними.

Цитоплазматична мембрана відіграє важливу роль у метаболізмі бактерій. Вона має властивість швидко змінювати свою проникність для різних речовин і тим самим регулювати надходження їх у клі­тину і розподіл у ній, а також впливати на хід реакцій, у яких ці речовини беруть участь.

У процесі живлення бактерій розрізняють пасивне й активне перенесення різних речовин та іонів. При пасивному перенесенні потік речовин рухається відповідно до різниці концентрацій або електрохімічних потенціалів. Активне перенесення речовин відбувається внаслідок генерованої в клітині енергії за типом «біологічних насосів».

У регулюванні найважливіших біологічних процесів першорядну роль відіграють універсальні циклічні нуклеотиди, а також іони калію, натрію, кальцію, магнію, перенесення яких відбувається внаслідок різниш в зарядах поверхні цитоплазматичної мембрани й оточуючого мікроорганізми середовища, причому роль переносників, як вважають, виконують жиророзчинні речовини X і Y; при цьому утворюються сполуки з іонами калію і натрію (КХ і NaY), які можуть дифундувати через оболонки клітин. Із цитоплазматичної мембрани деяких мікроорганізмів виділено білки, які беруть участь у транспортуванні амінокислот, а також білкові системи, відповідальні за перенесення деяких цукрів взагалі і глюкози зокрема

Ферменти мікроорганізмів

Ферменти — біологічні каталізатори високомолекулярної структури, що виробляються живою клітиною. Вони мають білкову природу, строго специфічні і відіграють дуже важливу роль в обміні речовин мікроорганізмів. Специфічність їх пов'язана з активними центрами, що утворюються групою амінокислот.

Ферменти бактеріального походження мають різноманітну дію і високу активність. їх широко застосовують у промисловості, сільському господарстві, медицині, і вони поступово витісняють ферментні препарати, які дістають із вищих рослин і тварин.

За допомогою амілази, що продукується плісеневими грибами, оцукрюється крохмаль, який використовується в пивоварінні, спиртовому виробництві, хлібопеченні. Протеїнази, які виробляються мікроорганізмами, застосовують для видалення волосяного покриву з шкур тварин, м'якшення шкір, зняття желатинового шару з кіноплівки при ЇЇ регенерації, хімічної чистки одягу; ферменти, що гідролізують клітковину, сприяють кращому засвоєнню тваринами грубих кормів.

Завдяки застосуванню бактеріальних ферментів у медичній промисловості дістають алкалоїди, полісахариди, стероїди (гідрокортизон, преднізон, преднізолон та ін.).

Бактерії відіграють важливу роль при обробці каучуку, бавовни, шовку, кави, тютюну; під їх впливом відбуваються процеси, які істотно змінюють у потрібному напрямі названі речовини.

Мікроорганізми мають надзвичайно високу синтезуючу властивість. Сумарна маса бактеріальної цитоплазми на Землі значно перевищує масу цитоплазми тварин. Біохімічна діяльність мікроорганізмів має не менше загальнобіологічне значення, ніж фотосинтез. Припинення існування мікроорганізмів неминуче спричинило б загибель рослин і тварин.

Ферменти забезпечують засвоєння деякими мікроорганізмами метану, бутану, інших вуглеводнів і синтез із них складних органічних сполук. На основі реалізації ферментативної властивості дріжджів, що культивуються на відходах нафти (парафінах), у спеціальних промислового типу установках дістають білково-вітамінні концентрати (БВК), які використовують у тваринництві як цінну поживну речовину, що ЇЇ добавляють до грубих кормів.

Одні ферменти виділяються бактеріальною клітиною у навколишнє середовище (екзоферменти) для розщеплення складного колоїдного поживного субстрату, інші — містяться всередині клітини (єндоферменти).

Розрізняють конструктивні ферменти (ліпази, карбогідрази, протеїнази, оксидази та ін.), які постійно перебувають у клітині незалежно від умов її існування та наявності каталізованого субстрату» і індуктивні, або адаптивні (пеніциліназа, декарбоксилаза амінокислот, лужна фосфатаза, (і-галактозидаза та ін.), що синтезуються, коли є потреба в них; вони виникають тільки в присутності відповідного субстрату. Синтез індуктивних ферментів відбувається внаслідок присутності у клітинах вільних амінокислот і за участю наявних у бактеріях готових білків.

Для нормального розвитку і функціонування типової бактеріальної клітини потрібно 1000—4000 ферментів, які забезпечують активний транспорт поживних речовин у клітину з навколишнього середовища, регулюють перетворення енергії у клітині, здійснюють біосинтез амінокислот і нуклеотидів, білка і нуклеїнових кислот, реплікацію із сегрегацією нуклеоїдного апарату, цитогенез, біосинтез ліпідів

1   2   3   4   5   6

Похожие:

Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів icon«отримання фармацевтично-цінних білків в рослинах та вивчення стійкості трансгенних рослин до фітопатогенних вірусів»
Сіндаровської Я. Р., Василенко М. Ю., Лозової О. Й., Демченко О. А. на тему «отримання фармацевтично-цінних білків в рослинах та...
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПрограма з біології на базі старшої школи на іспиті з біології вступник до вищого навчального закладу повинен виявити
Біологія — наука про живу природу. Зв'язки біології з іншими науками. Різні організації живої матерії. Основні ознаки живого. Основні...
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconСистема роботи класного керівника по формуванню у молодших школярів здорового способу життя
Розкрито актуальність даної проблеми та шляхи її вирішення. Наведено основні принципи та методи превентивного виховання, які допомагають...
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра
Гідропривод – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів icon«Обладнання легкої промисловості та побутового обслуговування» ● Гідравліка, гідро- та пневмоприводи
Гідропривід – основні функції, переваги та недоліки, історія розвитку. Принцип дії гідроприводу. Основні функції гідро- та пневмоприводу....
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів icon1. Філософія, її структура, методи та роль у суспільстві, світогляд, його структура та історичні типи
Світогляд. Різноманітність відношення людини до світу. Поняття світогляду. Загальне уявлення про світогляд, його форми І основні...
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПерхач В. С. Теоретична електротехніка : підруч. / В. С. Перхач
Основні фізичні величини електромагнітного поля. Електричні та магнітні кола. Основні поняття теорії кіл
Морфологія І ультраструктура вірусів. Основні методи культивування вірусів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра
Основні фізичні величини електромагнітного поля. Електричні та магнітні кола. Основні поняття теорії кіл
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница