Введение в микробиологию и иммунологию. Классификация и таксономия микроорганизмов

Медицинская микробиология
изучает строение микробов, способных вызвать у человека болезни, их жизнедеятельность (физиологию), генетику, экологию, патогенез (механизм болезнетворности), основные клинические проявления инфекционных болезней, специфическую диагностику, профилактику и лечение инфекционных болезней, а также их эпидемиологические особенности.
Иммунология – наука, изучающая способы и механизмы защиты организма от генетически чужеродных веществ – антигенов.

1мм=1000мкм, 1мкм=1000нм
.

Mundus microbiorum:
Прокариоты
Эукариоты (Eucaria)
Акариоты
Археи (Archaea)
Бактерии (Bacteria)
Грибки (Fungi)
Простейшие (Protista)
Растения (Plantae)
Животные (Animalia)
Вирусы (Vira)

прокариоты
- бактерии, риккетсии, микоплазмы
Прокариоты-доядерные (отнесены – организмы, не имеющие четко выраженного ядра, ДНК в форме кольца; в клеточной стенке -пептидогликан, нет органелл, энергетические центры в мезосомах)

Структура бактериальной клетки.

Эукариоты
ядерные –грибы, простейшие (выраженное ядро, с оболочкой; в клеточной стенке нет пептидогликана; крупные рибосомы ,энергетические процессы осуществляются в митохондриях; из органелл имеется комплекс Гольджи и др.).

вирусы- неклеточные формы жизни

Классификация микроорганизмов

Систематика-
распределение микроорганизмов в соответствии с их происхождением и биологическим сходством.
Систематика занимается
описанием видов организмов,
выяснением степени родственных отношений между ними
- объединением их классификационные единицы- таксоны.

Таксономия
(taxus –расположение, nomos - закон) – раздел систематики, изучающий принципы классификации
Таксономия - наука о методах и принципах распределения (классификации) организмов в соответствии с их иерархией

Систематика
Основные вопросы, решаемые при систематике (три аспекта, три кита систематики)- классификация, идентификация и номенклатура.

Классификация-
распределение (объединение) организмов в соответствии с их общими свойствами (сходными генотипическими и фенотипическими признаками) по различным таксонам.

Таксономические категории (таксоны):
домен, царство, класс, отдел, порядок, семейство, род, вид
Вид – базовая категория

вид в микробиологии
- совокупность микроорганизмов, имеющих общее эволюционное происхождение, близкий генотип (высокую степень генетической гомологии, как правило более 60%) и максимально близкие фенотипические характеристики.

Внутривидовые варианты
штамм – популяция бактерий, выделенных из какого-либо исследуемого материала;
клон – популяция бактерий, полученная из одной бактериальной клетки;
морфовары (типы) – варианты, отличающиеся от основного вида по морфологическим свойствам;
хемовары – по биохимическим свойствам;
серовары – по антигенной структуре;
резистовары – по чувствительности к АБ;
фаговары – по чувствительности к бактериофагам;
геновары – по строению части генома;
биовары – по нескольким биологическим свойствам

Принципы классификации
При изучении, идентификации и классификации микроорганизмов чаще всего изучают следующие (гено- и фенотипические) характеристики:
1.Морфологические- форма, величина, особенности взаиморасположения, структура.

Колония- видимая изолированная единица бактерий

Различие микроорганизмов по форме

Принципы классификации
2.Тинкториальные - отношение к различным красителям (характер окрашивания), прежде всего к окраске по Граму.
По этому признаку все микроорганизмы делят на грамположительные и грамотрицатель-
ные
Морфологические свойства и отношение к окраску по Граму позволяют как правило отнести изучаемый микроорганизм к крупным таксонам- семейству, роду.

Принципы классификации

Принципы классификации

Принципы классификации

Окраска Грам+ и Грам- микроорганизмов

Принципы классификации
3.Культуральные- характер роста микроорганизма на плотных и жидких питательных средах.

Принципы классификации
4. Биохимические свойства- способность ферментировать различные вещества - субстраты (углеводы, белки и аминокислоты и др.)

Принципы классификации
5.Антигенные- распознаются по способности макроорганизма (хозяина) вырабатывать а
антитела и другие формы иммунного ответа.
6.Физиологические- способы углеводного (аутотрофы, гетеротрофы), азотного (аминоавтотрофы, аминогетеротрофы) и других видов питания, тип дыхания (аэробы, микроаэрофилы, факультативные анаэробы, строгие анаэробы).

Принципы классификации
7.Подвижность и типы движения.
8.Способность к спорообразованию, характер спор.
9.Чувствительность к бактериофагам, фаготипирование.
10.Химический состав клеточных стенок- основные сахара и аминокислоты, липидный и жинокислотный состав.
11.Белковый спектр (полипептидный профиль).
12.Чувствительность к антибиотикам и другим лекарственным препаратам.
13.Генотипические (использование методов геносистематики).

Принципы классификации
В последние десятилетия для классификации микроорганизмов, помимо их фенотипических характеристик все более широко и эффективно используются различные генетические методы (изучение генотипа- генотипических свойств).
Используются все более совершенные методы- рестрикционный анализ, ДНК- ДНК гибридизация, ПЦР, сиквенс и др. В основе большинства методов лежит принцип определения степени гомологии генетического материала (ДНК, РНК). При этом чаще исходят из условного допущения, что степень гомологии более 60% ( для некоторых групп микроорганизмов- 80%) свидетельствует о принадлежности микроорганизмов к одному виду (различные генотипы - один геновид), 40- 60%- к одному роду.

Идентификация
осуществляется на основе изучения фено- и генотипических характеристик изучаемого инфекционного агента и сравнения их с характеристиками известных видов.
При этой работе часто применяют эталонные штаммы микроорганизмов, стандартные антигены и иммунные сыворотки к известным микроорганизмам.

Номенклатура-
название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri,
Staphylococcus aureus.

Классификация микроорганизмов
1923 г. – американское общество бактериологов издало первый международный «Определитель бактерий» под редакцией Д. Берджи.
Комитет Bergey's Manual Trust:
∙ «Bergey's Manual of Determinative Bacteriology» – идентификация;
∙ «Bergey's Manual of Systematic Bacteriology» – систематика.