Бактериска инфекција - морфологија и структура на бактериите

инфекција

Слика: „Обоена електронска микрографија за скенирање на Ешерихија коли“ од NIAID. Лиценца: CC BY 2.0

Дефиниција за бактериска инфекција

Пенетрацијата на бактериите во организмот домаќин, без разлика дали е пасивна или активна, се означува како инфекција (латински: inficere „да се стави“) ако нивната репродукција и реакцијата на домаќинот доведат до болест. Бактериите што можат да предизвикаат болест кај луѓето се нарекуваат човечки патогени назначен.

Морфологија и структура на бактериите

Во опсег на големина од 0,2-2 μm, постојат три различни основни форми, на кои се базира морфологијата на сите еубактерии.

  • Коки: сферични или овални. Често во групи од по двајца, четири или осум (Диплококи, тетради, сарцини) Клетки, во форма на грозје (Стафилококи) или форма на ланец (Стрептококи) складирани.
  • Шипка: во форма на прачка, во различни форми: витка (на пр. Микобактериум туберкулоза), дебеличка (на пр. Ешерихија коли), зашилени или заоблени краеви итн.
  • Спирален: морфолошки изразени врти; ова вклучува Спирила, Борелија, Трепонема и Лептоспира

Прокариотите се разликуваат многу од нашите еукариотски клетки во нивната структура. Иако бактериите се разликуваат енормно едни од други по метаболизмот, структурата и вирулентноста, постојат структури кои се заеднички за сите нив. Табелата ги прикажува најважните органели и нивната функција. Клеточниот wallид се третира одделно во следниот пасус, бидејќи игра важна улога во класификацијата и терапијата на бактериите.

Клеточен ѕид

Најважната задача на цврстиот клеточен cellид е да го издржи високиот внатрешен осмотски притисок на бактеријата и да спречи избивање на клетката. Клеточниот wallид на сите бактерии е составен од Пептидогликан или Муреин. Ова е мрежа составена од Полисахариди N-ацетилмураминска киселина и N-ацетилглукозамин, што пократко Пептидни странични ланци да бидат мрежни. За да се направи дистинкција помеѓу двата подвида - грам-позитивен и грам-негативен - полесно да се разбере, Грам дамка објасни.

Дамката на тагата

Слика: „Микроскопска слика на грам-дамка од мешани грам-позитивни коки (Staphylococcus aureus ATCC 25923, виолетова) и грам-негативни бацили (Escherichia coli ATCC 11775, црвена). Зголемување: 1.000. ”Со Y тамбе. Лиценца: CC BY-SA 3.0

Во Грам дамка дали бактериите користат Кристално виолетова и Решение на Лугол извалкани. Потоа клетките се мијат добро со алкохол и со Еозин (црвена боја) извалкан.

А. дебел слој на муреин спречува да се измие бојата - така беше и бојата позитивни а бактериите се појавуваат сини под микроскопот. Со многу тенок слој на муреин бојата повторно се мие од ќелиите - тие се грам-негативни и може да се види само преку црвената контра-боја.

Тие се одлучувачки за формирање на клеточен wallид Транспептидази, кои ги поврзуваат индивидуалните компоненти на пептидогликаните заедно. Тие се важна цел за пеницилини и други антибиотици.

метаболизам

Овој напис се занимава само со бактерии кои се патогени за луѓето. Овие се секогаш хемосинтетички (за разлика од фотосинтетичките бактерии) и органотрофни (Својата енергија ја добиваат од органски материи). Како и кај еукариотите, органските супстанции се оксидираат и се пренесуваат електрони и јони + за да се генерира енергија. Бактериите користат два различни метаболички патека за ова.

дишење

На дишење се должи на трансфер на јони H + кислород обележан. Ги има и двајцата аеробно дишење како и анаеробно дишење, во кој кислородот е хемиски врзан во сол. Приносот од дишењето е околу десет пати поголем од приносот од ферментација.

Ферментација (ферментација)

Наместо кислород, друго органско соединение служи како водороден рецептор. Ферментацијата е именувана според добиениот краен производ, на пример, алкохолна ферментација.

Следната класификација на бактерии произлегува од нивниот метаболизам:

  • Факултативни анаероби: Бактериите можат да направат и дишење и ферментација
  • Задолжителни аероби: Бактериите зависат од дишењето, а со тоа и од кислородот во нивната околина
  • Задолжителни анаероби: Бактериите се оптимално прилагодени на ферментацијата. Кога ќе дојдат во контакт со кислород, нивниот метаболизам е инхибиран и тие умираат.
  • Аеролерантни анаероби: Бактериите се оптимално прилагодени на ферментацијата и можат да толерираат средина богата со кислород

Множење на бактерии - репродукција и трансфер на гени

Бактериите се размножуваат низ лесна клеточна делба. Двете ќерки клетки што излегуваат од оригиналната клетка имаат две идентични (освен случајни мутации) копии на геномот. Ова вертикален трансфер на гени од една генерација до друга клонална. Тоа значи рекомбинација на геноми, бидејќи во мејотичката репродукција не е можна. Бактериите постигнуваат генетска разновидност преку хоризонтален трансфер на гени, т.е размена на информации помеѓу две лица од една генерација. Оваа размена без мејоза е исто така наречена Парасексуалност назначен.

трансформација

Трансформација е навлегување на ДНК во бактерија без потреба од вектори, мостови или други хемиски помагала. Некои видови бактерии го имаат ова природна компетентност за навлегување на ДНК. Со помош на рецептори, тие препознаваат нишки на ДНК на нивната клеточна површина, ги фрагментираат на кратки, едножични парчиња и ги апсорбираат во внатрешноста на клетките. Ако тогаш е присутен хомолог генски сегмент, надворешната ДНК може да се спари и да внесе нови информации во геномот. Овој вид трансфер на гени се одвива само во рамките на еден вид, бидејќи бактериите ја препознаваат ДНК на видовите.

конјугација

За т.н. Мостови на конјугација стануваат сингл Плазмиди разменети помеѓу две клетки. На F плазмид содржи, меѓу другото, гените кои овозможуваат формирање на мост за конјугација и пренесување на плазмид. Бактеријата што содржи плазмид F е донаторска клетка, нејзиниот партнер примател. Донаторската клетка се формира Ф-пили (пилус лат. коса), кои остваруваат контакт со примателот. Пили потоа се скратуваат и се спојуваат, така што на крајот постои пора или краток мост помеѓу двете бактерии. Една жичка се синтетизира на плазмидот преку механизмот на циклусот на тркалање, кој потоа се комплетира во примателот за да се формира двојно низа F плазмид. Примателот сега може да го пренесе и плазмидот F како донатор.

Слика: „Шематски цртеж на бактериска конјугација. ”Од Матијас М. Лиценца: CC BY-SA 3.0

Овој трансфер на гени се одвива само еднонасочно (во една насока). Донаторот и примателот понекогаш се скратени како F + и F- во литературата.

Крива на раст на бактериска популација

Множењето на популацијата на бактериите следи по типична крива на раст. Лесно може да се забележи кога одреден број на клетки се изложени на бактерии во хранлив сад. Откако клетките ќе пораснат и ќе се прилагодат на новите услови на животната средина (фаза на заостанување) започнува првично бавен раст на населението кој брзо се претвора во експоненцијален раст поминува низ бројни клеточни поделби (фаза на најавување) Во Фаза на одложување Растот забавува и кулминира во едно стационарна фаза. Бројот на бактерии се зголеми до 10 ^ 9 клетки/ml. Сега следи поради намалувањето на хранливите материи и зголемувањето на токсичните производи за распаѓање Фаза на смртта.

Слика: „Крива на раст на статичка бактериска култура“ од М • Коморничак. Лиценца: CC BY-SA 3.0

Експоненцијалниот раст појаснува дека во случај на бактериска инфекција, треба да се дејствува брзо и дека чекањето може да предизвика силно размножување на патогените микроорганизми и фатални последици. Сепак, стапката на раст зависи од достапноста на хранливите материи и другите услови на животната средина. Со цел да се процени ова за одредени бактериски соеви, Време на генерирање Т., со што се определува времетраењето на поделбата на мајчините клетки на две ќерки клетки или удвојувањето на бактериската популација.

Времето на генерирање Т може да се одреди за време на експоненцијалната фаза на раст (фаза на најавување). Почетниот број на бактерии се одредува експериментално н0, и бројот на бактерии н во тоа време т. Бидејќи станува збор за експоненцијален раст, равенката е:

T/t го означува бројот на пати на генерација или поделби.

Равенката е логаритамизирана:

lg n = lg n0 + t/T x lg 2 = lg n0 + 0,301 x t/T = lg n0 + 0,301/Т. x т

Равенката е логаритамизирана бидејќи во оваа форма одговара на права равенка. Графикот на бројот на логаритамизираната ќелија во однос на времето t сега одговара на права линија со Наклон 0,301/Т. Времето на генерирање може да се прочита од дијаграмот.

Фактори на патогеност и вирулентност

На Патогеност на бактериски вид ја означува можноста да предизвика болест. Да се ​​класифицира колку е изразена оваа способност, на вирулентност користени Фактори на вирулентност се:

  • Компоненти на клеточниот wallид кои се препознаваат како антигени
  • Површински протеини или капсули
  • Егзотоксини кои се излачуваат од бактерии
  • Метаболички производи кои се излачуваат
  • Метаболни производи/ендотоксини кои се ослободуваат по клеточна смрт

Вирулентноста на различни видови може да варира во голема мера. Тоа е одредено со користење на LD50 (смртоносна доза 50), т.е. дозата во која умираат 50% од заразената тест група. Кај бактериите со силна вирулентност, постојат само мали разлики помеѓу ЛД50 и дозата во која умираат 100% од тест групата. Пример за ова е Streptococcus pneumoniae. LD50 не може да се одреди затоа што се доволни само неколку клетки за да се убие целата тест група. Спротивно на тоа, LD50 е од Salmonella enterica лесно се разликува од LD100. Потребно е околу 100 пати повеќе патоген за да се убие целото население отколку да се убијат 50%.

Популарни прашања за испит на микробиолошки инфективни болести

Решенијата може да се најдат под референците.

1. Која органела недостасува бактериски клетки?

  1. Плазма мембрана
  2. Неволји
  3. Клеточно јадро
  4. Пили
  5. Клеточен ѕид

2. Разликата помеѓу грам-позитивните и грам-негативните бактерии е ...

  1. ... во специјално боење на површински протеин што го имаат само грам-позитивните бактерии.
  2. ... во дополнителната мембрана што ја имаат грам-позитивните бактерии.
  3. ... во потенката, втора мембрана на грам-негативни бактерии.
  4. ... кај транспортерите кои ја пренесуваат бојата во грам-позитивни клетки во цитозолот.
  5. ... во различните структури на шеќер во слоевите на муреин на позитивни и негативни клетки.

3. Која од наведените тврдења е точна?

  1. Наклонот на права линија од lg n = lg n0 + t/T x lg 2 директно го рефлектира времето на создавање.
  2. LD50 означува 50% од концентрацијата што би убила 100% од испитаните животни.
  3. Хоризонталниот трансфер на гени со конјугација е можен само еднонасочно.
  4. Вирулентност е способност на бактеријата да предизвика болест.
  5. Задолжителните анаероби можат да преживеат и во присуство на кислород и без кислород.

отече

Јоханес Востемаер: Микробиологија, Верлаг Еуген Улмер Штутгарт

Моника Хирш-Кауфман, Манфред Швајгер, Михал-Рут Швајгер: Биологија и молекуларна медицина за лекари и природни научници, Тиеме Верлаг

Мадиган, Мартинко, Стал, Кларк: Брок микробиологија, 13-то издание, Пирсон Верлаг

Решенија за задачите: 1С, 2С, 3С