Mikroorganismer (mikrober) anses for at være encellede organismer, hvis størrelse ikke overstiger 0,1 mm. Repræsentanter for denne store gruppe kan have forskellig cellulær organisation, morfologiske egenskaber og metaboliske evner, det vil sige, at hovedtrækket, der forener dem, er størrelse. Udtrykket "mikroorganisme" i sig selv er ikke udstyret med en taksonomisk betydning. Mikrober tilhører en lang række taksonomiske enheder, og andre repræsentanter for disse enheder kan være flercellede og nå store størrelser.
Generelle tilgange til klassificering af mikroorganismer
Som et resultat af den gradvise ophobning af faktuelt materiale om mikrober, blev det nødvendigt at indføre regler for deres beskrivelse og systematisering.
Klassificeringen af mikroorganismer er karakteriseret ved tilstedeværelsen af følgende taxa: domæne, phylum, klasse, orden, familie, slægt, art. I mikrobiologi bruger videnskabsmænd det binomiale system af objektkarakteristika, det vil sige, at nomenklaturen inkluderer navnene på slægten og arten.
For de fleste mikroorganismeren ekstremt primitiv og universel struktur er karakteristisk, derfor kan deres opdeling i taxa ikke kun udføres i henhold til morfologiske træk. Funktionelle træk, molekylærbiologiske data, mønstre for biokemiske processer osv. bruges som kriterier.
Identifikationsfunktioner
For at identificere en ukendt mikroorganisme udføres der forskning for at studere følgende egenskaber:
- Cellecytologi (tilhører primært pro- eller eukaryote organismer).
- Morfologi af celler og kolonier (under specifikke forhold).
- Kulturelle karakteristika (vækstkarakteristika på forskellige medier).
- Komplekset af fysiologiske egenskaber, som klassificeringen af mikroorganismer efter respirationstype (aerob, anaerob) er baseret på
- Biokemiske tegn (tilstedeværelse eller fravær af visse metaboliske veje).
- Et sæt molekylærbiologiske egenskaber, herunder at tage nukleotidsekvensen i betragtning, muligheden for hybridisering af nukleinsyrer med materialet fra typestammer.
- Kemotaxonomiske indikatorer, som tager højde for den kemiske sammensætning af forskellige forbindelser og strukturer.
- Serologiske karakteristika (reaktioner "antigen - antistof"; især for patogene mikroorganismer).
- Tilstedeværelse og karakter af følsomhed over for specifikke fager.
Systematik og klassificering af mikroorganismer relateret til prokaryoter udføres ved hjælp af "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria". Identifikationen udføres vhaBurgeys determinant.
Forskellige måder at klassificere mikrober på
For at bestemme en organismes taksonomiske tilhørsforhold anvendes flere metoder til klassificering af mikroorganismer.
Med formel numerisk klassificering betragtes alle funktioner som lige vigtige. Det vil sige, tilstedeværelsen eller fraværet af en bestemt funktion tages i betragtning.
Morfofysiologisk klassificering involverer studiet af helheden af morfologiske egenskaber og træk ved strømmen af metaboliske processer. I dette tilfælde er det udstyret med betydning og betydning af en bestemt egenskab ved et objekt. Placeringen af en mikroorganisme i en bestemt taksonomisk gruppe og tildelingen af et navn afhænger primært af typen af cellulær organisation, celle- og kolonimorfologi og vækstmønstre.
Regnskab for funktionelle egenskaber giver mulighed for at bruge forskellige næringsstoffer af mikroorganismer. Også vigtig er afhængigheden af visse fysiske og kemiske faktorer i miljøet, og især måderne at opnå energi på. Der er mikrober, der kræver kemotaxonomiske undersøgelser for at identificere dem. Patogene mikroorganismer kræver serodiagnose. Kvalifikationen bruges til at fortolke resultaterne af ovenstående test.
I molekylær genetisk klassificering analyseres strukturen af molekylerne i de vigtigste biopolymerer.
Procedure til identifikation af mikroorganismer
I dag begynder identifikationen af en bestemt mikroskopisk organisme medisolering af dens rene kultur og analyse af nukleotidsekvensen af 16S rRNA. Således bestemmes mikrobens plads på det fylogenetiske træ, og den efterfølgende specifikation efter slægt og art udføres ved hjælp af traditionelle mikrobiologiske metoder. En tilfældighedsværdi på 90 % giver dig mulighed for at bestemme slægten og 97 % - art.
Endnu klarere differentiering af mikroorganismer efter slægt og art er mulig ved brug af polyfyletisk (polyfase) taksonomi, når bestemmelsen af nukleotidsekvenser kombineres med brugen af information på forskellige niveauer, op til økologiske. Det vil sige, at der først udføres en søgning efter grupper af lignende stammer, efterfulgt af bestemmelse af disse gruppers fylogenetiske positioner, fastsættelse af forskellene mellem grupperne og deres nærmeste naboer og indsamling af data for at differentiere grupperne.
Hovedgrupper af eukaryote mikroorganismer: alger
Dette domæne omfatter tre grupper, hvor der er mikroskopiske organismer. Vi taler om alger, protozoer og svampe.
Alger er encellede, koloniale eller flercellede fototrofer, der udfører oxygenisk fotosyntese. Udviklingen af en molekylærgenetisk klassificering af mikroorganismer, der tilhører denne gruppe, er endnu ikke afsluttet. Derfor anvendes i øjeblikket klassificeringen af alger i praksis baseret på sammensætningen af pigmenter og reservestoffer, cellevæggens struktur, tilstedeværelsen af mobilitet og reproduktionsmetoden.
Typiske repræsentanter for denne gruppe erencellede organismer, der tilhører dinoflagellater, kiselalger, euglenoider og grønalger. Alle alger er karakteriseret ved dannelsen af klorofyl og forskellige former for carotenoider, men evnen til at syntetisere andre former for klorofyler og phycobiliner i gruppens repræsentanter manifesterer sig på forskellige måder.
Kombinationen af disse eller disse pigmenter bestemmer farvningen af celler i forskellige farver. De kan være grønne, brune, røde, gyldne. Cellepigmentering er en artskarakteristik.
Kiselalger er encellede planktoniske former, hvor cellevæggen ligner en toskallet silicium. Nogle repræsentanter er i stand til at bevæge sig efter typen af glidning. Reproduktion er både aseksuel og seksuel.
Vestederne for encellede euglena-alger er ferskvandsreservoirer. De bevæger sig ved hjælp af flageller. Der er ingen cellevæg. I stand til at vokse i mørke på grund af processen med oxidation af organiske stoffer.
Dinoflagellater har en speciel struktur af cellevæggen, den består af cellulose. Disse planktoniske encellede alger har to laterale flageller.
For mikroskopiske repræsentanter for grønne alger er habitater ferske og marine vandområder, jord og overfladen af forskellige terrestriske objekter. Der er ikke-bevægelige arter, og nogle er i stand til at bevæge sig ved hjælp af flageller. Ligesom dinoflagellater har grønne mikroalger en cellulosecellevæg. Opbevaring af stivelse i celler er karakteristisk. Reproduktion er både aseksuel og seksuelmåde.
Eukaryote organismer: Protozoer
De grundlæggende principper for klassificering af mikroorganismer, der tilhører protozoerne, er baseret på morfologiske karakteristika, der varierer meget blandt repræsentanter for denne gruppe.
Den allestedsnærværende fordeling, opretholdelsen af en saprotrofisk eller parasitisk livsstil bestemmer i høj grad deres mangfoldighed. Fødevarefrilevende protozoer er bakterier, alger, gær, andre protozoer og endda små leddyr, samt døde rester af planter, dyr og mikroorganismer. De fleste repræsentanter har ikke en cellevæg.
De kan leve et stationært liv eller bevæge sig rundt ved hjælp af forskellige enheder: flageller, cilia og prolegs. Der er flere grupper inden for den taksonomiske gruppe af protozoer.
Repræsentanter for de enkleste
Amøber fodres ved endocytose, bevæge sig ved hjælp af pseudopoder, essensen af reproduktion ligger i den primitive opdeling af cellen i to. De fleste amøber er fritlevende akvatiske former, men der er nogle, der forårsager sygdom hos mennesker og dyr.
Infusoria-celler har to forskellige kerner, aseksuel reproduktion består i tværgående deling. Der er repræsentanter, for hvilke seksuel reproduktion er karakteristisk. Et koordineret system af cilia deltager i bevægelsen. Endocytose udføres ved at indfange føde i en særlig mundhule, og resterne udskilles gennemhul i bagenden. I naturen lever ciliater i vandområder, der er forurenet med organiske stoffer, såvel som i drøvtyggeres vom.
Flagellater er kendetegnet ved tilstedeværelsen af flageller. Absorptionen af opløste næringsstoffer udføres af hele overfladen af CPM. Deling sker kun i længderetningen. Blandt flagellater er der både fritlevende og symbiotiske arter. De vigtigste symbionter for mennesker og dyr er trypanosomer (forårsager sovesyge), leishmania (forårsager vanskelige at hele sår), giardia (fører til tarmsygdomme).
Sporozoer har den mest komplekse livscyklus af alle protozoer. Den mest berømte repræsentant for sporozoer er malariaplasmodium.
Eukaryote mikroorganismer: svampe
Klassificering af mikroorganismer i henhold til typen af ernæring henviser repræsentanter for denne gruppe til heterotrofer. De fleste er karakteriseret ved dannelsen af mycelium. Åndedrættet er norm alt aerobt. Men der er også fakultative anaerober, der kan skifte til alkoholisk gæring. Reproduktionsmetoder er vegetative, aseksuelle og seksuelle. Det er denne funktion, der tjener som et kriterium for yderligere klassificering af svampe.
Hvis vi taler om betydningen af repræsentanter for denne gruppe, så er den mest interessante her den kombinerede ikke-taksonomiske gruppe af gær. Dette inkluderer svampe, der ikke har et myceli alt vækststadium. Der er mange fakultative anaerober blandt gær. Der er dog også sygdomsfremkaldende arter.
Hovedgrupper af prokaryote mikroorganismer:archaea
Morfologi og klassificering af prokaryote mikroorganismer kombinerer dem i to domæner: bakterier og archaea, hvis repræsentanter har mange væsentlige forskelle. Archaea har ikke peptidoglycan (murein) cellevægge, der er typiske for bakterier. De er karakteriseret ved tilstedeværelsen af et andet heteropolysaccharid - pseudomurein, som ikke indeholder N-acetylmuraminsyre.
Archaea er opdelt i tre phyla.
Funktioner ved bakteriers struktur
Principperne for klassificering af mikroorganismer, der forener mikrober i dette domæne, er baseret på cellemembranens strukturelle træk, og især indholdet af peptidoglycan i den. Der er i øjeblikket 23 phyla i domænet.
Bakterier er et vigtigt led i stoffernes kredsløb i naturen. Essensen af deres betydning i denne globale proces er nedbrydningen af plante- og dyrerester, rensning af vandområder forurenet med organisk materiale og modifikation af uorganiske forbindelser. Uden dem ville eksistensen af liv på Jorden være umulig. Disse mikroorganismer lever over alt, deres levested kan være jord, vand, luft, menneskekroppen, dyr og planter.
Ifølge formen af celler, tilstedeværelsen af enheder til bevægelse, artikulation af celler indbyrdes, udføres dette domæne inden for den efterfølgende klassificering af mikroorganismer. Mikrobiologi betragter følgende typer bakterier baseret på cellernes form: runde, stavformede, trådformede, snoede, spiralformede. Afhængigt af typen af bevægelse kan bakterier være immobile, flagellerede eller bevæge sig på grund af udskillelse.slim. Baseret på den måde, celler artikulerer med hinanden på, kan bakterier isoleres, kobles sammen i form af par, granuler og forgreningsformer findes også.
Patogene mikroorganismer: klassifikation
Patogene mikroorganismer er mange blandt stavformede bakterier (forårsager til difteri, tuberkulose, tyfus, miltbrand); protozoer (malariaplasmodium, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, nogle patogene amøber), actinomyceter, mykobakterier (forårsager til tuberkulose, spedalskhed), skimmelsvampe og gærlignende svampe (forårsager til mykoser, candidiasis). Svampe kan forårsage alle former for hudlæsioner, for eksempel forskellige typer lav (med undtagelse af herpes zoster, hvor virussen er involveret). Nogle gærsvampe, som er permanente beboere i huden, har ikke en skadelig virkning under normale immunsystemtilstande. Men hvis immunsystemets aktivitet reduceres, forårsager de udseendet af seborrheisk dermatitis.
Patogenicitetsgrupper
Den epidemiologiske fare ved mikroorganismer er kriteriet for at gruppere alle patogene mikrober i fire grupper svarende til fire risikokategorier. De grupper af patogenicitet af mikroorganismer, hvis klassificering er angivet nedenfor, er således af største interesse for mikrobiologer, da de direkte påvirker befolkningens liv og sundhed.
Den sikreste 4. patogenicitetsgruppe inkluderer mikrober, der ikke udgør en trussel mod et individs helbred (eller risikoen for denne trussel er ubetydeliglille). Det vil sige, at risikoen for infektion er meget lille.
3. gruppe er karakteriseret ved en moderat risiko for infektion for et individ, en lav risiko for samfundet som helhed. Sådanne patogener kan teoretisk forårsage sygdom, og selv hvis de gør det, er der dokumenteret effektive behandlinger samt et sæt forebyggende foranst altninger, der kan forhindre spredning af infektion.
Den 2. patogenicitetsgruppe omfatter mikroorganismer, der udgør en høj risiko for individet, men lav for samfundet som helhed. I dette tilfælde kan patogenet forårsage alvorlig sygdom hos mennesker, men det spredes ikke fra en inficeret person til en anden. Effektive metoder til behandling og forebyggelse er tilgængelige.
1. patogenicitetsgruppe er karakteriseret ved en høj risiko for både individet og samfundet som helhed. Et patogen, der forårsager alvorlig sygdom hos et menneske eller dyr, kan nemt overføres på en række forskellige måder. Effektive behandlinger og forebyggende foranst altninger er generelt ikke tilgængelige.
Patogene mikroorganismer, hvis klassificering bestemmer deres tilhørsforhold til en eller anden patogenicitetsgruppe, forårsager kun stor skade på folkesundheden, hvis de tilhører 1. eller 2. gruppe.
