Экология бактерий

Отношение к абиотическим факторам среды
Температура
Кислотность
Соленость
Кислород
Давление
Концентрация питательных веществ
Местоположение

Температура
Психрофилы
Психроактивные
Мезофилы
Термофилы
Термотолерантные
Факультативные
Облигатные
Гипертермофилы

pH
Ацидофилы
Нейтрофилы
Алкалофилы
Кислотоустойчивые
Щелочеустойчивые

Соленость
Пресноводные (негалофильные)
Галотолерантные
Морские (2,5-5% NaCl)
Умеренные галофилы (5-15% NaCl)
Экстремальные галофилы (от 12% NaCl)
Модификация механизмов транспорта ионов через ЦПМ и накопление ионов калия
Устойчивость внутриклеточных структур и ферментов к высоким концентрациям ионов
Синтез и накопление осмопротекторов

Кислород
Микроаэрофилы (высокое сродство к кислороду)
Облигатные аэробы
Факультативные аэробы
Облигатные анаэробы
Аэротолерантные анаэробы

Кислород

Физические факторы: давление
Давление не оказывает влияния на большинство бактерий – E. coli, например, начинает замедлять свой рост только лишь при 400 атмосферах.
За двое суток при давлении в 1000 атмосфер погибнет лишь 90% бактерий
В то же время существуют пьезофилы (барофилы) – бактерии, растущие исключительно при давлениях от 700 атмосфер

Концентрация питательных веществ
Копиотрофы – организмы, растущие при высоких концентрациях питательных веществ и с большой скоростью
Олиготрофы – организмы, медленно растущие при низких концентрациях питательных веществ

Местоположение
Биопленки – множество МО, расположенных и обрастающих поверхность раздела сред и погруженных в единый межклеточный матрикс

Биопленки
Чаще всего биопленки образованы несколькими видами МО одновременно
МО собраны в некие микроколонии
Окружены матриксом
Есть примитивная система связи между МО
МО устойчивы к реакциям макроорганизма, к действию антибиотиков и так далее

Чувство кворума
Способность некоторых процессов у МО реализовываться только при определенной концентрации клеток МО в среде
Классический пример – биолюминесценция бактерий рода Vibrio. Сигнальными молекулами часто выступает N-ацил-гомосеринлактоны

Магнитное поле
Большинство бактерий никак не реагируют на магнитное поле
Но есть бактерии, обладающие магнитотаксисом
В их клетках обнаружены магнетосомы – органоиды, содержащие магнетит (FeO·Fe2O3)

Образование магнетосомы

Химические факторы – различные вещества
Бактериостатичность
Бактерицидность
В группу таких веществ входят: галогенсодержащие препараты, фенолы, спирты, ионы тяж. металлов, альдегиды, ПАВ

Антибиотики
Антибиотики – вещества, образующиеся организмами и способные убивать / подавлять рост и размножение возбудителей ИЗ
Синтетические антибактериальные вещества

Бета-лактамные антибиотики
Механизм действия:
Нарушение синтеза клеточной стенки бактерий; связывается с траспептидазой

АБП-ингибиторы синтеза клет. стенки
Бацитрацин – останавливает полимеризацию пептидогликана
Ванкомицин – блокирует образование пептидных мостиков пептидогликана
Циклосерин – останавливает включение D-аланина в пептидные мостики

Ингибиторы синтеза белка
Макролиды и хлорамфеникол (связывается с 50S-субъединицей и воздействует на пептидилтрансферазу)
Азалиды (связывается с 50S-субъединицей и ингибирует пептидотранслоказу)
Линкозамиды (связывается с 50S-субъединицей и вызывает диссоциацию ее с малой субъединицей)
Аминогликозиды (стрептомицин, канамицин, гентамицин, амикацин) – связывание с 30S-субъединицей рибосом
Тетрациклины (взаимодействие с 30S-субъединицей рибосом, останавливает присоединение тРНК)

Ингибиторы синтеза НК
Рифампицин – подавляет деятельность ДНК-зависимой РНК-полимеразы

Ингибиторы функций ЦПМ
Полимиксины:
Бактерицидное действие
Относительно узкий спектр активности
Высокая токсичность
Нарушается целостность ЦПМ
Полиеновые антибиотики –
Нарушение осмотического
баланса

Биологические факторы: бактериофаги
Вирулентные фаги – вызывают лизис клетки при попадании в нее и размножении в ней
Умеренные фаги не вызывают лизис, а встраиваются в геном и могут существовать внутри клетки – лизогения