Microorganismele (microbii) sunt considerate organisme unicelulare, a căror dimensiune nu depășește 0,1 mm. Reprezentanții acestui grup mare pot avea diferite organizații celulare, caracteristici morfologice și capacități metabolice, adică principala caracteristică care îi unește este dimensiunea. Termenul „microorganism” în sine nu este înzestrat cu un sens taxonomic. Microbii aparțin unei game largi de unități taxonomice, iar alți reprezentanți ai acestor unități pot fi multicelulare și pot ajunge la dimensiuni mari.
Abordări generale ale clasificării microorganismelor
Ca urmare a acumulării treptate a materialelor faptice despre microbi, a devenit necesară introducerea unor reguli pentru descrierea și sistematizarea acestora.
Clasificarea microorganismelor se caracterizează prin prezența următorilor taxoni: domeniu, filum, clasă, ordine, familie, gen, specie. În microbiologie, oamenii de știință folosesc sistemul binomial al caracteristicilor obiectelor, adică nomenclatura include numele genului și speciilor.
Pentru majoritatea microorganismeloro structură extrem de primitivă și universală este caracteristică, prin urmare, împărțirea lor în taxoni nu poate fi realizată numai în funcție de caracteristicile morfologice. Caracteristicile funcționale, datele biologice moleculare, modelele proceselor biochimice etc. sunt utilizate drept criterii.
Funcții de identificare
Pentru a identifica un microorganism necunoscut, se efectuează cercetări pentru a studia următoarele proprietăți:
- Citologie celulară (aparținând în primul rând organismelor pro- sau eucariote).
- Morfologia celulelor și coloniilor (în anumite condiții).
- Caracteristici culturale (caracteristici de creștere pe diferite medii).
- Complexul de proprietăți fiziologice pe care se bazează clasificarea microorganismelor după tipul de respirație (aerobă, anaerobă)
- Semne biochimice (prezența sau absența anumitor căi metabolice).
- Un set de proprietăți biologice moleculare, inclusiv luarea în considerare a secvenței de nucleotide, posibilitatea de hibridizare a acizilor nucleici cu materialul tulpinilor de tip.
- Indicatori chemotaxonomici, care iau în considerare compoziția chimică a diverșilor compuși și structuri.
- Caracteristici serologice (reacții „antigen – anticorp”; în special pentru microorganismele patogene).
- Prezența și natura sensibilității la fagi specifici.
Sistematica și clasificarea microorganismelor înrudite cu procariote se realizează folosind „Ghidul lui Burgey pentru sistematica bacteriilor”. Identificarea se realizează folosinddeterminantul lui Burgey.
Diferite moduri de clasificare a microbilor
Pentru a determina afilierea taxonomică a unui organism, se folosesc mai multe metode de clasificare a microorganismelor.
Cu clasificarea numerică formală, toate caracteristicile sunt considerate la fel de semnificative. Adică, prezența sau absența unei anumite caracteristici este luată în considerare.
Clasificarea morfofiziologică presupune studiul totalității proprietăților morfologice și a caracteristicilor fluxului proceselor metabolice. În acest caz, este înzestrat cu semnificația și semnificația unei anumite proprietăți a unui obiect. Plasarea unui microorganism într-un anumit grup taxonomic și atribuirea unui nume depind în primul rând de tipul de organizare celulară, morfologia celulei și a coloniilor și modelele de creștere.
Contabilitatea caracteristicilor funcționale prevede posibilitatea utilizării diverșilor nutrienți de către microorganisme. De asemenea, importantă este dependența de anumiți factori fizici și chimici ai mediului, și în special modalitățile de obținere a energiei. Există microbi care necesită studii chemotaxonomice pentru a-i identifica. Microorganismele patogene necesită serodiagnostic. Calificatorul este folosit pentru a interpreta rezultatele testelor de mai sus.
În clasificarea genetică moleculară se analizează structura moleculelor celor mai importanți biopolimeri.
Procedura de identificare a microorganismelor
Astăzi, identificarea unui anumit organism microscopic începe cuizolarea culturii sale pure și analiza secvenței de nucleotide a ARNr 16S. Astfel, se determină locul microbilor pe arborele filogenetic, iar specificarea ulterioară pe gen și specie se realizează prin metode microbiologice tradiționale. O valoare de coincidență de 90% vă permite să determinați genul și 97% - specie.
O diferențiere și mai clară a microorganismelor pe gen și specii este posibilă folosind taxonomia polifiletică (polifazică), atunci când determinarea secvențelor de nucleotide este combinată cu utilizarea informațiilor la diferite niveluri, până la ecologic. Adică, se efectuează mai întâi o căutare a grupurilor de tulpini similare, urmată de determinarea pozițiilor filogenetice ale acestor grupuri, stabilirea diferențelor dintre grupuri și vecinii lor cei mai apropiați și colectarea datelor pentru diferențierea grupurilor.
Grupe principale de microorganisme eucariote: alge
Acest domeniu include trei grupuri în care există organisme microscopice. Vorbim despre alge, protozoare și ciuperci.
Algele sunt fototrofe unicelulare, coloniale sau multicelulare care realizează fotosinteza oxigenată. Elaborarea unei clasificări genetice moleculare a microorganismelor aparținând acestui grup nu a fost încă finalizată. Prin urmare, în prezent, în practică, clasificarea algelor este utilizată pe baza compoziției pigmenților și a substanțelor de rezervă, a structurii peretelui celular, a prezenței mobilității și a metodei de reproducere.
Reprezentanții tipici ai acestui grup suntorganisme unicelulare aparținând dinoflagelatelor, diatomeelor, euglenoidelor și algelor verzi. Toate algele se caracterizează prin formarea clorofilei și a diferitelor forme de carotenoide, dar capacitatea de a sintetiza alte forme de clorofile și ficobilin la reprezentanții grupului se manifestă în moduri diferite.
Combinația acestor sau acelor pigmenți determină colorarea celulelor în diferite culori. Ele pot fi verzi, maro, roșii, aurii. Pigmentarea celulară este o caracteristică a speciei.
Diatomeele sunt forme planctonice unicelulare, în care peretele celular arată ca o înveliș de bivalve de siliciu. Unii reprezentanți sunt capabili de mișcare după tipul de alunecare. Reproducerea este atât asexuată, cât și sexuală.
Habitatele algelor euglene unicelulare sunt rezervoare de apă dulce. Se mișcă cu ajutorul flagelilor. Nu există perete celular. Capabil să crească în întuneric datorită procesului de oxidare a substanțelor organice.
Dinoflagelații au o structură specială a peretelui celular, este format din celuloză. Aceste alge unicelulare planctonice au doi flageli laterali.
Pentru reprezentanții microscopici ai algelor verzi, habitatele sunt corpuri de apă dulce și marine, solul și suprafața diferitelor obiecte terestre. Există specii care nu sunt mobile, iar unele sunt capabile de locomoție folosind flageli. La fel ca și dinoflagelatele, microalgele verzi au un perete celular de celuloză. Depozitarea amidonului în celule este caracteristică. Reproducerea este atât asexuată, cât și sexualămod.
Organisme eucariote: protozoare
Principiile de bază ale clasificării microorganismelor aparținând protozoarelor se bazează pe caracteristici morfologice care variază foarte mult între reprezentanții acestui grup.
Distribuția omniprezentă, menținerea unui stil de viață saprotrofic sau parazitar determină în mare măsură diversitatea acestora. Protozoarele cu viață liberă sunt bacteriile, algele, drojdiile, alte protozoare și chiar artropodele mici, precum și rămășițele moarte ale plantelor, animalelor și microorganismelor. Majoritatea reprezentanților nu au un perete celular.
Ei pot duce o viață staționară sau se pot deplasa cu ajutorul diferitelor dispozitive: flageli, cili și prolegs. Există mai multe grupuri în cadrul grupului taxonom de protozoare.
Reprezentanți ai celor mai simpli
Amebele se hrănesc prin endocitoză, se mișcă cu ajutorul pseudopodelor, esența reproducerii constă în diviziunea primitivă a celulei în două. Majoritatea amibelor sunt forme acvatice cu viață liberă, dar există unele care provoacă boli la oameni și animale.
Celulele infuzoriale au doi nuclei diferiti, reproducerea asexuata consta in diviziunea transversala. Există reprezentanți pentru care reproducerea sexuală este caracteristică. Un sistem coordonat de cili ia parte la mișcare. Endocitoza se realizează prin captarea alimentelor într-o cavitate bucală specială, iar rămășițele sunt excretate pringaură la capătul din spate. În natură, ciliatii trăiesc în corpurile de apă poluate cu substanțe organice, precum și în rumenul rumegătoarelor.
Flagelatele se caracterizează prin prezența flagelilor. Absorbția nutrienților dizolvați este realizată de întreaga suprafață a CPM. Diviziunea are loc numai pe direcția longitudinală. Printre flagelate, există atât specii cu viață liberă, cât și specii simbiotice. Principalii simbioți ai oamenilor și animalelor sunt tripanozomii (provoacă boala somnului), leishmania (provoacă ulcere greu de vindecat), giardia (duc la tulburări intestinale).
Sporozoarele au cel mai complex ciclu de viață dintre toate protozoarele. Cel mai faimos reprezentant al sporozoarelor este plasmodiul malaric.
Microorganisme eucariote: ciuperci
Clasificarea microorganismelor în funcție de tipul de nutriție se referă reprezentanții acestui grup la heterotrofe. Majoritatea se caracterizează prin formarea miceliului. Respirația este de obicei aerobă. Dar există și anaerobi facultativi care pot trece la fermentația alcoolică. Metodele de reproducere sunt vegetative, asexuate și sexuale. Această caracteristică este cea care servește drept criteriu pentru clasificarea ulterioară a ciupercilor.
Dacă vorbim despre semnificația reprezentanților acestui grup, atunci cel mai interesant aici este grupul combinat non-taxonomic de drojdii. Aceasta include ciupercile care nu au un stadiu de creștere a miceliului. Există mulți anaerobi facultativi printre drojdii. Cu toate acestea, există și specii patogene.
Grupe principale de microorganisme procariote:arheea
Morfologia și clasificarea microorganismelor procariote le combină în două domenii: bacteriile și arheile, ai căror reprezentanți au multe diferențe semnificative. Arheele nu au pereți celulari peptidoglicani (murein) tipici bacteriilor. Se caracterizează prin prezența unei alte heteropolizaharide - pseudomureina, care nu conține acid N-acetilmuramic.
Arheile sunt împărțite în trei phyla.
Caracteristici ale structurii bacteriilor
Principiile de clasificare a microorganismelor care unesc microbii în acest domeniu se bazează pe caracteristicile structurale ale membranei celulare și în special pe conținutul de peptidoglican din aceasta. În prezent, există 23 de fili în domeniu.
Bacterii sunt o verigă importantă în ciclul substanțelor din natură. Esența semnificației lor în acest proces global este descompunerea reziduurilor vegetale și animale, purificarea corpurilor de apă poluate cu materie organică și modificarea compușilor anorganici. Fără ele, existența vieții pe Pământ ar fi imposibilă. Aceste microorganisme trăiesc peste tot, habitatul lor poate fi solul, apa, aerul, corpul uman, animalele și plantele.
După forma celulelor, prezența dispozitivelor de mișcare, articularea celulelor între ele, acest domeniu se realizează în cadrul clasificării ulterioare a microorganismelor. Microbiologia ia în considerare următoarele tipuri de bacterii în funcție de forma celulelor: rotunde, în formă de baston, filamentoase, contorte, spiralate. În funcție de tipul de mișcare, bacteriile pot fi imobile, flagelate sau se pot mișca din cauza excreției.mucus. Pe baza modului în care celulele se articulează între ele, bacteriile pot fi izolate, legate sub formă de perechi, granule și se găsesc și forme de ramificare.
Microorganisme patogene: clasificare
Microorganismele patogene sunt multe printre bacteriile în formă de baston (agenți cauzatori ai difteriei, tuberculozei, febrei tifoide, antraxului); protozoare (plasmodium malaria, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, unele amibe patogene), actinomicete, micobacterii (agenți cauzatori de tuberculoză, lepră), mucegaiuri și ciuperci asemănătoare drojdiei (agenți cauzatori ai micozelor, candidozei). Ciupercile pot provoca tot felul de leziuni ale pielii, de exemplu, diferite tipuri de lichen (cu excepția herpesului zoster, în care este implicat virusul). Unele drojdii, fiind locuitori permanenți ai pielii, nu au un efect dăunător în condiții normale ale sistemului imunitar. Cu toate acestea, dacă activitatea sistemului imunitar este redusă, atunci acestea provoacă apariția dermatitei seboreice.
Grupuri de patogenitate
Pericolul epidemiologic al microorganismelor este criteriul de grupare a tuturor microbilor patogeni în patru grupe corespunzătoare celor patru categorii de risc. Astfel, grupele de patogenitate a microorganismelor, a căror clasificare este dată mai jos, prezintă cel mai mare interes pentru microbiologi, deoarece afectează în mod direct viața și sănătatea populației.
Cel mai sigur, al patrulea grup de patogenitate, include microbi care nu reprezintă o amenințare pentru sănătatea unei persoane (sau riscul acestei amenințări este neglijabilmic). Adică, riscul de infecție este foarte mic.
Al treilea grup se caracterizează printr-un risc moderat de infecție pentru un individ, un risc scăzut pentru societate în ansamblu. Astfel de agenți patogeni ar putea cauza teoretic boli și, chiar dacă o fac, există tratamente eficiente dovedite, precum și un set de măsuri preventive care pot preveni răspândirea infecției.
Al 2-lea grup de patogenitate include microorganisme care prezintă un risc ridicat pentru individ, dar scăzut pentru societate în ansamblu. În acest caz, agentul patogen poate provoca boli severe la oameni, dar nu se răspândește de la o persoană infectată la alta. Sunt disponibile metode eficiente de tratament și prevenire.
Primul grup de patogenitate se caracterizează printr-un risc ridicat atât pentru individ, cât și pentru societate în ansamblu. Un agent patogen care provoacă o boală gravă la om sau animal poate fi transmis cu ușurință în mai multe moduri. Tratamentele eficiente și măsurile preventive nu sunt în general disponibile.
Microorganismele patogene, a căror clasificare determină apartenența la una sau la alta grupă de patogenitate, provoacă daune mari sănătății publice numai dacă aparțin grupei I sau II.
