История развития микробиологии

5 этапов:1. эвристический, 2. морфологический, 3. физиологический,4. иммунологический, 5. молекулярно-генетический. 1) 4-3 в до н.э. – 16 в н.э. Гиппократ, Варрон. Джироламо впервые ввёл понятие инфекция, выдвинул теорию о возникновении инфекционной болезни. Он утверждал, что есть 3 пути: при непосредственном прикосновении; а посредовательно через предметы; на расстоянии. 2) первые конструкторы микроскопа – братья Ганс и Захарий Янсоны. В 1590г увеличение в 32 раза; Левенгук – увеличение в 300 раз. В 1974 – эритроциты человека, лягушек и рыб; в 1675 – простейшие; в 1677 – сперматозоиды. 3) Луи Пастер – доказал наличие жизни без кислорода – открыл анаэробных микроорганизмов, открыл процесс брожения, ввел пастеризацию. Впервые в жизни получил вакцины от холеры или пастериллёза птиц, сибирской язвы, от бешенства. Роберт Кох – открыл возбудителя туберкулёза, ввёл в практику использование плотных питатательные сред, разработал методы получения чистых культур микроорганизмов, способы окрашивании микроорганизмов. Ивановский открыл вирусы. Мечников – изучил холеру человека, туберкулёз, основоположник учения об антагонизме (противостояние между микробами). Он создал клеточную теорию иммунитета (фагоцитоз). Эрлих – теория иммунитета только гуморальная (в сыворотке крови). 4) до 1940 г. Учёные открывают явление аллергии. Райский – понятие иммунологической памяти. Медовар – явление иммунологическии толерантности – неотвечаемость иммунной системы. 5) Развитие генной инженерии и биотехнологии. Мир микробов объединены вирусы, бактерии, эукариоты.

Основные свойства прокариотных микроорганизмов

Размер клетки  0,5-5 мкм. Внешняя форма – в виде шариков – кокки, палочки, извитые, 1 клетка. Отсутствует ядро, имеется двухнитчатая кольцевая ДНК, расположенная в цитоплазме и не отделённая от неё ядерной мембраной. Основа клеточной стенки – пептидогликан или муреин. Способность к фагоцитозу и пиноцитозу отсутствует. Дыхание у бактерий аэробное, анаэробное или факультативное анаэробное. Главное своиство – наличие плазмид – более короткие участки ДНК, не связанные с ядерными. В плазмидах записывается информация об устойчивости к дезинфектантам, к антибиотикам.

Типы клеточных стенок прокариотных микроорган

Клеточная стенка гр+ бактерий плотно прилегает к цитоплазматической мембране, массивна, ее толщина находится в пределах 20-100 нм. Для нее характерно наличие тейхоевых кислот, они связаны с пептидогликаном и представляют собой полимеры трехатомного спирта - глицерина или пятиатомного спирта — рибита, остатки которых соединены фосфодиэфирными связями. Тейхоевые кислоты связывают ионы магния и участвуют в транспорте их в клетку. В составе клеточной стенки гр+ прокариот в небольших количествах также найдены полисахариды, белки и липиды. Пептидогликан – основной компонент клеточной стенки и составляет от 50-90%. Значительно уже поры, чем у гр-, т.к. микрофибриллы пептидогликана сшиты компактно, поэтому при окраске фиксируют фиолетовый комплекс генцианвиолет и йода, не подвергаются обесвечиванию этанолом и поэтому не воспринимают дополнительный краситель фуксин, оставаясь окрашенными в фиолетовый цвет. Клеточная стенка гр- бактерий многослойна, толщина ее 14—17 нм. Внутренний слой - пептидогликан, который образует тонкую непрерывную сетку, окружающую клетку. Пептидогликан составляет от 10-10%. Пептидогликан содержит только мезодиаминопимелиновую кислоту и не имеет лизина. Внешний слой клеточной стенки - наружная мембрана - состоит из фосфолипидов, липополисахарида, липопротеина и белков. В наружной мембране содержатся белки основы (матричные), они прочно связаны с пептидогликановым слоем. Одной из их функций является формирование в мембране гидрофильных пор, через которые осуществляется диффузия молекул. Значительно шире поры, чем у гр+, т.к. микрофибриллы пептидогликана сшиты менее компактно, поэтому при окраске фиолетовый комплекс генцианвиолет и йода будет вымываться быстрее. При дополнительном нанесении фуксина окрашиваются в красный цвет. Матричные белки выполняют еще роль рецепторов для некоторых фагов. Липополисахарид (ЛПС) клеточных стенок гр- бактерий состоит из липида А и полисахарида. Токсичные  для животных ЛПС получил название эндотоксина. Тейхоевые кислоты у гр- бактерий не обнаружены. Структурные компоненты клеточной стенки гр- бактерий отграничены от цитоплазматической мембраны и разделены промежутком, называемым периплазмой или периплазматическим пространством.

Споры и спорогенез у прокариотных микроорганизмов

Споры – особый тип покоящихся репродуктивных клеток, характеризующ-ся резко сниженным уровнем метаболизма и высокой резистентностью. Бактериальная спора формируется внутри материнской клетки и наз-ся эндоспора. Споры у прокариот это не способ размножения, нужна для сохранения бактерий в неблагоприятных условиях внешней среды. Спорообразованием обладают бациллы, кластридии, споросарцина. Располагаются центрально, субтерминально (ближе к концу), терминально – на конце палочек. У бацилл диаметр споры не превышает диаметра вегетативной клетки, а у кластридий диаметр споры больше. Спора состоит из спороплазмы с нуклеоидом, белком и дипиколиновой кислотой. Спороплазма окружена цитоплазматической мембраной, к ней прилегает пептидогликановый слой, затем располагается слой кортекса, или коры. На поверхности имеется внешняя мембрана. Снаружи спора покрыта многослойной оболочкой. Спорообразование – процесс образования проходит ряд стадий: 1) подготовительная – завершается репликация ДНК; клетка содержит 2 или более нуклеоида, один из них локализуется в спорогенной зоне, остальное в спорангии,  одновременно синтезируется дипиколиновая кислота. 2) стадия предспоры: со стороны цитоплазматической мембраны вегетативной клетки происходит врастание двойной мембраны, отделяющей нуклеоид с участком уплотнённой цитоплазмы, в результате образуется проспора. 3) образование оболочек – между мембранами проспоры образуется зачаточный пептидогликановый слой, над ним откладывается толстый пептидогликановый слой кортекса и вокруг его наружной мембраны формируется споровая оболочка. 4) заканчивается образование всех структур споры, она становится термоустойчивой, приобретает форму и занимает определённое положение в клетке.