Mikroorganizmi (mikrobi) smatraju se jednostaničnim organizmima čija veličina ne prelazi 0,1 mm. Predstavnici ove velike skupine mogu imati različitu staničnu organizaciju, morfološke značajke i metaboličke sposobnosti, odnosno glavna značajka koja ih ujedinjuje je veličina. Sam pojam "mikroorganizam" nije obdaren taksonomskim smislom. Mikrobi pripadaju velikom broju taksonomskih jedinica, a drugi predstavnici tih jedinica mogu biti višestanični i doseći velike veličine.
Opći pristupi klasifikaciji mikroorganizama
Kao rezultat postupnog gomilanja činjeničnog materijala o mikrobima, postalo je potrebno uvesti pravila za njihov opis i sistematizaciju.
Klasifikaciju mikroorganizama karakterizira prisutnost sljedećih svojti: domena, tip, klasa, red, obitelj, rod, vrsta. U mikrobiologiji znanstvenici koriste binomni sustav karakteristika objekata, odnosno nomenklatura uključuje nazive roda i vrste.
Za većinu mikroorganizamakarakteristična je izrazito primitivna i univerzalna struktura, stoga se njihova podjela na svojte ne može provesti samo prema morfološkim obilježjima. Funkcionalne značajke, molekularni biološki podaci, obrasci biokemijskih procesa, itd. koriste se kao kriteriji.
Značajke identifikacije
Da bi se identificirao nepoznati mikroorganizam, provode se istraživanja za proučavanje sljedećih svojstava:
- Citologija stanica (primarno pripada pro- ili eukariotskim organizmima).
- Morfologija stanica i kolonija (pod određenim uvjetima).
- Kulturne karakteristike (karakteristike rasta na različitim medijima).
- Kompleks fizioloških svojstava na kojima se temelji klasifikacija mikroorganizama prema tipu disanja (aerobno, anaerobno)
- Biokemijski znakovi (prisutnost ili odsutnost određenih metaboličkih puteva).
- Skup molekularno bioloških svojstava, uključujući uzimanje u obzir nukleotidnog slijeda, mogućnost hibridizacije nukleinskih kiselina s materijalom tipskih sojeva.
- Kemotaksonomski pokazatelji, koji uzimaju u obzir kemijski sastav različitih spojeva i struktura.
- Serološke karakteristike (reakcije "antigen - antitijelo"; posebno za patogene mikroorganizme).
- Prisutnost i priroda osjetljivosti na određene fage.
Sistematika i klasifikacija mikroorganizama povezanih s prokariotima provodi se korištenjem "Burgeyjevog vodiča za sistematiku bakterija". Identifikacija se provodi pomoćuBurgeyeva determinanta.
Različiti načini klasifikacije mikroba
Za određivanje taksonomske pripadnosti organizma koristi se nekoliko metoda klasifikacije mikroorganizama.
Uz formalnu numeričku klasifikaciju, sve značajke smatraju se jednako značajnim. To jest, prisutnost ili odsutnost određene značajke uzima se u obzir.
Morfofiziološka klasifikacija uključuje proučavanje sveukupnosti morfoloških svojstava i značajki tijeka metaboličkih procesa. U ovom slučaju, on je obdaren značenjem i značenjem određenog svojstva predmeta. Smještanje mikroorganizma u određenu taksonomsku skupinu i dodjela imena ovise prvenstveno o vrsti stanične organizacije, morfologiji stanice i kolonije te obrascima rasta.
Obračun funkcionalnih karakteristika daje mogućnost korištenja različitih hranjivih tvari od strane mikroorganizama. Važna je i ovisnost o određenim fizikalnim i kemijskim čimbenicima okoliša, a posebno o načinima dobivanja energije. Postoje mikrobi koji zahtijevaju kemotaksonomske studije da bi ih identificirali. Patogeni mikroorganizmi zahtijevaju serodijagnostiku. Kvalifikator se koristi za tumačenje rezultata gornjih testova.
U molekularno-genetičkoj klasifikaciji analizira se struktura molekula najvažnijih biopolimera.
Procedura za identifikaciju mikroorganizama
Danas počinje identifikacija određenog mikroskopskog organizmaizolaciju njegove čiste kulture i analizu nukleotidnog slijeda 16S rRNA. Tako se određuje mjesto mikroba na filogenetskom stablu, a naknadna specifikacija po rodu i vrsti provodi se tradicionalnim mikrobiološkim metodama. Vrijednost slučajnosti od 90% omogućuje vam da odredite rod, a 97% - vrstu.
Još jasnija diferencijacija mikroorganizama po rodu i vrsti moguća je korištenjem polifiletske (polifazne) taksonomije, kada se određivanje nukleotidnih sekvenci kombinira s korištenjem informacija na različitim razinama, sve do ekološke. To jest, prvo se provodi potraga za skupinama sličnih sojeva, nakon čega se utvrđuju filogenetski položaji tih skupina, utvrđuju razlike između skupina i njihovih najbližih susjeda i prikupljaju se podaci za razlikovanje skupina.
Glavne skupine eukariotskih mikroorganizama: alge
Ova domena uključuje tri skupine u kojima postoje mikroskopski organizmi. Govorimo o algama, protozoama i gljivama.
Alge su jednostanični, kolonijalni ili višestanični fototrofi koji provode oksigensku fotosintezu. Razvoj molekularne genetske klasifikacije mikroorganizama koji pripadaju ovoj skupini još nije dovršen. Stoga se trenutno u praksi koristi klasifikacija algi na temelju sastava pigmenata i rezervnih tvari, strukture stanične stijenke, prisutnosti pokretljivosti i načina razmnožavanja.
Tipični predstavnici ove grupe sujednostanični organizmi koji pripadaju dinoflagelatima, dijatomejima, euglenoidima i zelenim algama. Sve alge karakterizira stvaranje klorofila i raznih oblika karotenoida, no sposobnost sinteze drugih oblika klorofila i fikobilina kod predstavnika skupine očituje se na različite načine.
Kombinacija ovih ili onih pigmenata određuje bojenje stanica u različitim bojama. Mogu biti zelene, smeđe, crvene, zlatne. Pigmentacija stanica je karakteristika vrste.
Dijatomeje su jednostanični planktonski oblici, u kojima stanična stijenka izgleda kao silikonska školjka školjke. Neki predstavnici su sposobni za kretanje po vrsti klizanja. Razmnožavanje je i aseksualno i spolno.
Staništa jednostaničnih euglena algi su slatkovodni rezervoari. Kreću se uz pomoć flagela. Nema stanične stijenke. Može rasti u mraku zbog procesa oksidacije organskih tvari.
Dinoflagelati imaju posebnu strukturu stanične stijenke, sastoji se od celuloze. Ove planktonske jednostanične alge imaju dvije bočne bičice.
Za mikroskopske predstavnike zelenih algi staništa su slatke i morske vode, tlo i površina raznih kopnenih objekata. Postoje nepokretne vrste, a neke su sposobne za kretanje pomoću flagella. Baš kao i dinoflagelati, zelene mikroalge imaju celuloznu staničnu stijenku. Karakteristično je skladištenje škroba u stanicama. Razmnožavanje je i aseksualno i spolnonačin.
Eukariotski organizmi: protozoe
Osnovna načela klasifikacije mikroorganizama koji pripadaju protozoama temelje se na morfološkim karakteristikama koje se jako razlikuju među predstavnicima ove skupine.
Sveprisutna distribucija, održavanje saprotrofnog ili parazitskog načina života uvelike određuje njihovu raznolikost. Protozoe koje slobodno žive u hrani su bakterije, alge, kvasac, druge protozoe, pa čak i mali člankonošci, kao i mrtvi ostaci biljaka, životinja i mikroorganizama. Većina predstavnika nema stanični zid.
Mogu voditi stacionarni život ili se kretati uz pomoć raznih naprava: bičaka, cilija i pronoga. Postoji još nekoliko skupina unutar taksonomske skupine protozoa.
Predstavnici najjednostavnijih
Amebe se hrane endocitozom, kreću se uz pomoć pseudopoda, bit reprodukcije leži u primitivnoj diobi stanice na dva dijela. Većina ameba su slobodnoživući vodeni oblici, ali postoje neke koje uzrokuju bolesti kod ljudi i životinja.
Stanice infuzorije imaju dvije različite jezgre, aseksualna reprodukcija sastoji se od poprečne diobe. Postoje predstavnici za koje je karakteristično spolno razmnožavanje. U kretanju sudjeluje koordiniran sustav cilija. Endocitoza se provodi hvatanjem hrane u posebnu usnu šupljinu, a ostaci se izlučuju putemrupa na stražnjem kraju. U prirodi cilijati žive u vodenim tijelima zagađenim organskim tvarima, kao iu buragu preživača.
Flagellate karakterizira prisutnost flagela. Apsorpciju otopljenih hranjivih tvari provodi cijela površina CPM-a. Podjela se događa samo u uzdužnom smjeru. Među flagelatima postoje i slobodnoživuće i simbiotske vrste. Glavni simbionti ljudi i životinja su tripanosomi (uzrokuju bolest spavanja), lišmanija (uzrokuju teško zacjeljive čireve), giardije (dovode do crijevnih poremećaja).
Sporozoanci imaju najsloženiji životni ciklus od svih protozoa. Najpoznatiji predstavnik sporozoana je malarijski plazmodij.
Eukariotski mikroorganizmi: gljive
Klasifikacija mikroorganizama prema vrsti ishrane predstavnike ove skupine odnosi na heterotrofe. Većinu karakterizira stvaranje micelija. Disanje je obično aerobno. Ali postoje i fakultativni anaerobi koji se mogu prebaciti na alkoholno vrenje. Načini razmnožavanja su vegetativni, aseksualni i seksualni. Upravo ta karakteristika služi kao kriterij za daljnju klasifikaciju gljiva.
Ako govorimo o značaju predstavnika ove skupine, onda je ovdje najzanimljivija kombinirana netaksonomska skupina kvasaca. To uključuje gljive koje nemaju stadij rasta micelija. Među kvascima ima mnogo fakultativnih anaeroba. Međutim, postoje i patogene vrste.
Glavne skupine prokariotskih mikroorganizama:archaea
Morfologija i klasifikacija prokariotskih mikroorganizama spaja ih u dvije domene: bakterije i arheje, čiji predstavnici imaju mnogo značajnih razlika. Arheje nemaju peptidoglikanske (mureinske) stanične stijenke tipične za bakterije. Karakterizira ih prisutnost drugog heteropolisaharida - pseudomureina, koji ne sadrži N-acetilmuramsku kiselinu.
Arheje su podijeljene u tri tipa.
Obilježja strukture bakterija
Načela klasifikacije mikroorganizama koji ujedinjuju mikrobe u ovoj domeni temelje se na strukturnim značajkama stanične membrane, a posebno na sadržaju peptidoglikana u njoj. Trenutno postoje 23 vrste u domeni.
Bakterije su važna karika u ciklusu tvari u prirodi. Bit njihovog značaja u ovom globalnom procesu je razgradnja biljnih i životinjskih ostataka, pročišćavanje vodnih tijela onečišćenih organskim tvarima, te modifikacija anorganskih spojeva. Bez njih bi postojanje života na Zemlji bilo nemoguće. Ovi mikroorganizmi žive posvuda, njihovo stanište može biti tlo, voda, zrak, ljudsko tijelo, životinje i biljke.
Prema obliku stanica, prisutnosti uređaja za kretanje, artikulaciji stanica među sobom, ova domena se provodi unutar naknadne klasifikacije mikroorganizama. Mikrobiologija razmatra sljedeće vrste bakterija na temelju oblika stanica: okrugle, štapićaste, filamentozne, uvijene, spiralne. Prema vrsti kretanja bakterije mogu biti nepokretne, flagelirane ili se kreću zbog izlučivanja.sluz. Na temelju načina na koji se stanice međusobno artikuliraju, bakterije se mogu izolirati, povezati u obliku parova, granula, a također se mogu naći i oblici grananja.
Patogeni mikroorganizmi: klasifikacija
Patogeni mikroorganizmi su brojni među bakterijama u obliku štapića (uzročnici difterije, tuberkuloze, trbušnog tifusa, antraksa); protozoe (malarijski plazmodij, toksoplazma, lišmanija, giardia, trichomonas, neke patogene amebe), aktinomicete, mikobakterije (uzročnici tuberkuloze, gube), plijesni i gljivice slične kvascu (uzročnici mikoza, candidia). Gljive mogu uzrokovati sve vrste kožnih lezija, na primjer, različite vrste lišajeva (osim herpes zostera, u kojem je virus uključen). Neki kvasci, kao stalni stanovnici kože, nemaju štetno djelovanje u normalnim uvjetima imunološkog sustava. Međutim, ako je aktivnost imunološkog sustava smanjena, onda uzrokuju pojavu seboroičnog dermatitisa.
skupine patogenosti
Epidemiološka opasnost od mikroorganizama je kriterij za grupiranje svih patogenih mikroba u četiri skupine koje odgovaraju četirima kategorijama rizika. Stoga su skupine patogenosti mikroorganizama, čija je klasifikacija data u nastavku, od najvećeg interesa za mikrobiologe, jer izravno utječu na život i zdravlje stanovništva.
Najsigurnija, 4. skupina patogenosti, uključuje mikrobe koji ne predstavljaju prijetnju zdravlju pojedinca (ili je rizik od ove prijetnje zanemarivmali). To jest, rizik od infekcije je vrlo mali.
3. skupinu karakterizira umjereni rizik od infekcije za pojedinca, nizak rizik za društvo u cjelini. Takvi patogeni bi teoretski mogli uzrokovati bolest, a čak i ako jesu, postoje dokazano učinkoviti tretmani, kao i niz preventivnih mjera koje mogu spriječiti širenje infekcije.
Druga skupina patogenosti uključuje mikroorganizme koji predstavljaju visok rizik za pojedinca, ali nizak za društvo u cjelini. U tom slučaju uzročnik može izazvati tešku bolest kod ljudi, ali se ne širi s jedne zaražene osobe na drugu. Dostupne su učinkovite metode liječenja i prevencije.
1. skupinu patogenosti karakterizira visok rizik i za pojedinca i za društvo u cjelini. Uzročnik koji uzrokuje tešku bolest kod čovjeka ili životinje može se lako prenijeti na razne načine. Učinkoviti tretmani i preventivne mjere općenito nisu dostupni.
Patogeni mikroorganizmi, čija klasifikacija određuje njihovu pripadnost jednoj ili drugoj skupini patogenosti, uzrokuju veliku štetu javnom zdravlju samo ako pripadaju 1. ili 2. skupini.
