Микробиология с основами вирусологии

История и развитие микробиологии

Создал в 1610 г. первый микроскоп
home.swipnet.se
Галилео Галилей
В 1676 г. впервые увидел бактерии в капле воды
Антони ван Левенгук
Физиологический период

1857 - Брожения
1860 - Самопроизвольное зарождение
1865 - Болезни вина и пива
1868- Болезни шелковичных червей
1881- Зараза и вакцина
1885 - Предохранение от бешенства
Луи Пастер 1822-1895
www.geocities.com
Физиологический период

www.biologie.de
Роберт Кох
1843-1910
Получение чистых культур.
Окраска бактерий.
Открыл возбудителей болезней:
1877 – сибирской язвы
1882 – туберкулеза («палочка Коха»)
1883 – холеры
1905 – Нобелевская премия за исследование туберкулеза.

Открытие вирусов
В 1898 г. независимо ВТМ был описан М. Бейеринком.
Ивановский Дмитрий Иосифович
1864 – 1920
В 1892 г. обнаружил вирус табачной мозаики.
www.cultinfo.ru

Основатель экологической микробиологии.
Открыл хемолитоавтотрофные бактерии.
Открыл процесс фиксации азота.
www.cultinfo.ru
Виноградский С.Н.
1856-1953
Экологический период

Биотехнологический период
Ховард Флори
1898-1968
Эрнст Чейн 1906-1979
Александр Флеминг
1881-1955
Открытие пенициллина
Гриб Penicillium подавляет рост Staphylococcus

Ермольева Зинаида Виссарионовна (1898-1974) – микробиолог, академик АМН
Изучение возбудителей холеры и методов борьбы с ними.
Получение первых образцов отечественных антибиотиков: пенициллина (1942), стрептомицина (1947), тетрациклина и др.
Получение интерферона.
molbiol.ru

Впервые создал рекомбинантную молекулу ДНК
Молекулярно-генетический период
Пол Берг
род. 1926

Отрасли микробиологии
Общая микробиология
Водная микробиология
Почвенная микробиология
Медицинская, ветеринарная микробиология
Сельскохозяйственная микробиология
Космическая микробиология
Геологическая микробиология
Промышленная микробиология (биотехнология)
Генетика микроорганизмов

Морфология бактерий

Размеры микроорганизмов

Нанобактерии в осадочных породах
Нанобактерии
Клетки бактерий и агрегаты нанобактерий

Кокки
Палочки
Извитые формы

Нитчатые бактерии
Ветвящиеся бактерии
Бактерии необычной формы

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВКА
Направлена на повышение выживаемости видов.
Функции специализированных клеток:
переживание в неблагоприятных условиях
фиксация азота из атмосферы
размножение
molbiol.ru
эндоспоры
гетероцисты

Строение бактериальной клетки

Сопоставление прокариотной и эукариотной клеточной организации (по Гусеву, Минеевой, 2001)

Строение бактериальной клетки
Наружные структуры
ЦПМ
Цитоплазма

Капсулы и слизистые слои
Thiocapsa
vietsciences.free.fr
Чехлы
Sphaerotilus
Leptothrix
microbewiki.kenyon.edu
instruct1.cit.cornell.edu

www.unb.br
Клеточная стенка грамположительных бактерий

Структура
пептидогликана
1, 2 - полимеризация гликанового остова молекулы
3 - присоединение тейхоевой кислоты
4, 5 - связывание между цепями с помощью пептидных мостиков
6 - связывание с липопротеином наружной мембраны
7 - место действия лизоцима

Клеточная стенка грамотрицательных бактерий
www.unb.br

Прокариоты без клеточной стенки
Протопласты – полностью лишены клеточной стенки.
Сферопласты – частично лишены клеточной стенки.
Отличия сферопластов от протопластов:
Адсорбируют фаги
Могут размножаться
Реверсируют в исходную форму
Общие свойства:
Большие размеры
Отсутствие мезосом
Чувствительность к осмотическим условиям

L-формы бактерий – полностью или частично лишены пептидогликана.
Образуются при антибиотикотерапии.
Стадии образования L-форм у Bacillus subtilis
Колонии L-форм бактерий (яичница)

Функции клеточной стенки
Стабилизирующая:
поддержание формы клетки
Защитная:
воздействия окружающей среды
внутреннее осмотическое давление
проникновение токсических веществ и антибиотиков
Транспортная:
транспорт веществ и ионов внутрь клетки
выведение метаболитов
Ферментативная:
содержит гидролитические ферменты
Рецепторная:
содержит специфические рецепторы и антигены

www.artinfo.ru
Жгутики
Перитрих
Политрих
Монотрих

F-пили необходимы клетке-донору для контакта с реципиентом.
По конъюгационному тоннелю происходит передача ДНК.
Конъюгация бактерий
molbiol.ru
Фимбрии, пили

Мембранные структуры
Цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)
Мезосомы (впячивания)
Фотосинтетические мембраны

Карбоксисомы – содержат фермент фиксации СО2 – рибулозодифосфаткарбоксилазу.
Газовые вакуоли (аэросомы) – являются регуляторами плавучести бактерий.
Магнитосомы – частицы Fe3O4, окруженные мембраной.
www.uni-marburg.de

Генетический аппарат прокариот
ДНК прокариот – «нуклеоид» или «бактериальная хромосома»
Длина молекулы – 1 мм и более.
Диаметр нитей – около 2 нм.
Молекулярная масса – 1-3 × 109 Да.
molbiol.ru
molbiol.ru
0,2µm

Внехромосомные элементы
Плазмиды – кольцевые молекулы ДНК, способные к независимой репликации.
Содержат дополнительные гены:
устойчивости к антибиотикам,
устойчивости к тяжелым
металлам,
разрушения пестицидов,
фиксация азота (nif-гены)
Транспозоны – мобильные сегменты ДНК, неспособные к автономной репликации. Могут мигрировать из одной части хромосомы в другую, или в плазмиды.

Деление царства Procaryotae на высшие таксоны
Отдел I. Gracilicutes
(gracilis – тонкий; cutes – кожа)
Отдел II. Firmicutes
(firmus – крепкий, прочный)
Отдел III. Tenericutes
(tener – мягкий, нежный)
Отдел IV. Mendosicutes
(mendosus – ошибочный)

Царство Procaryotae

Краткая характеристика отделов (Вершигора и др., 1988)

Краткая характеристика отделов (Вершигора и др., 1988)

Краткая характеристика отделов (Вершигора и др., 1988)