Морфология бактериальных клеток
Морфология бактериальных клеток — это формы, которые характерны для различных типов бактерий и часто являются ключом к их идентификации. Их прямое исследование под световым микроскопом позволяет классифицировать эти бактерии (и археи ).
Как правило, основной морфологией являются сферы (кокк) и цилиндры с закругленными концами или палочковидные формы (бациллы). Но существуют и другие морфологии, такие как спирально закрученные цилиндры (пример Spirochetes ), цилиндры, изогнутые в одной плоскости (селеномонады) и необычные морфологии (квадратные, плоские коробчатые клетки архейского рода Haloquadratum ) . Другие варианты расположения включают пары, тетрады, группы, цепочки и палисады.
Типы
[ редактировать ]Коккус
[ редактировать ]
Кокк (ягода)) — (множественное число кокков , от латинского coccinus (алый) и производного от греческого kokkos это любой микроорганизм (обычно бактерии ). [1] общая форма которых сферическая или почти сферическая. [2] [3] [4] Кокк относится к форме бактерий и может содержать несколько родов, таких как стафилококки или стрептококки. Кокки могут расти парами, цепочками или группами, в зависимости от их ориентации и прикрепления во время деления клеток. В отличие от многих бактерий бацилловидной формы, большинство бактерий кокков не имеют жгутиков и неподвижны. [5]
Cocci — это английское заимствование современного или неолатинского существительного, которое, в свою очередь, происходит от греческого существительного мужского рода κόκκος ( cóccos ), означающего «ягода». [6]
К важным заболеваниям человека, вызываемым коккоидными бактериями, относятся стафилококковые инфекции, некоторые виды пищевых отравлений , некоторые инфекции мочевыводящих путей , синдром токсического шока , гонорея , а также некоторые формы менингита , инфекции горла, пневмонии и синусит . [7]
Распоряжения
[ редактировать ]Коккоидные бактерии часто встречаются в характерных формах, и эти формы также имеют особые названия; [8] Здесь перечислены основные формы, а также репрезентативные роды бактерий : [3]
- Диплококки – это пары кокков.
- Стрептококки представляют собой цепочки кокков, таких как Streptococcus pyogenes .
- Стафилококки представляют собой неправильные (похожие на виноград) скопления кокков (например, Staphylococcus aureus ).
- Тетрады представляют собой скопления из четырех кокков, расположенных в одной плоскости, например Micrococcus sp. ).
- Sarcina описывает пачку кубовидной формы из восьми кокков, таких как Sarcina ventriculi .
Грамположительные кокки
[ редактировать ]Грамположительные кокки представляют собой большую группу бактерий со схожей морфологией. Все они сферические или почти сферические, но значительно различаются по размеру. Представителей некоторых родов можно узнать по тому, как клетки прикреплены друг к другу: в карманах, цепочках или гроздьях, похожих на виноградины. Эти механизмы отражают закономерности деления клеток и то, что клетки слипаются. Клетки сарцины , например, расположены в кубических карманах, поскольку деление клеток регулярно чередуется в трех перпендикулярных плоскостях. Виды стрептококков . напоминают нитку бус, поскольку деление всегда происходит в одной плоскости. Некоторые из этих цепочек, например, S. pneumoniae, имеют длину всего две клетки. Их называют диплококками. Виды стафилококков не имеют регулярной плоскости деления. Они образуют структуры, напоминающие виноград. [9]
Различные грамположительные кокки различаются физиологически и по среде обитания. Виды микрококков . являются облигатными аэробами, населяющими кожу человека. Виды стафилококка . также обитают в коже человека, но являются факультативными анаэробами. Они ферментируют сахара, производя в качестве конечного продукта молочную кислоту. Многие из этих видов производят каротиноидные пигменты, которые окрашивают их колонии в желтый или оранжевый цвет. Золотистый стафилококк является основным патогеном человека. Он может инфицировать практически любую ткань организма, часто кожу. Он часто вызывает нозокомиальные (внутрибольничные) инфекции. [9]
Диплококки
[ редактировать ]
Диплококки – это пары кокков. Примерами грамотрицательных диплококков являются Neisseria spp. и Moraxella cataralis . Примерами грамположительных диплококков являются Streptococcus pneumoniae и Enterococcus spp. [10] [11] Предположительно, диплококк причастен к летаргическому энцефалиту . [12] Род Neisseria относится к семейству Neisseriaceae. Этот род Neisseria делится более чем на десять различных видов, но большинство из них грамотрицательные и кокковидные. К грамотрицательным кокковидным видам относятся: Neisseria cinerea, Neisseria gonorrhoeae, Neisseria polysaccharea , Neisseria Lactamica , Neisseria meningitidis , Neisseria mucosa , Neisseria oralis и Neisseria subflava. Из этих видов Neisseria наиболее распространенными патогенными видами являются N. meningitidis и N.gonorrhoeae. [13]
Род Moraxella относится к семейству Moraxellaceae. К этому роду Moraxellaceae относятся грамотрицательные коккобациллы: Moraxella lacunata, Moraxella atlantae, Moraxella boevrei, Moraxella bovis, Moraxella canis, Moraxella caprae, Moraxella cavie, Moraxella cuniculi, Moraxella equine, Moraxella lincolnii, Moraxella nonliquefaciens, Moraxella osloensis, Moraxella ovis. и Moraxella saccharolytica, Moraxella pluranimalium . [14] Однако только один имеет морфологию диплококка, Moraxella cataralis. M. cataralis является распространенным патогеном, вызывающим инфекции в организме человека. [15]
Вид Streptococcus pneumoniae принадлежит к роду Streptococcus и семейству Streptococcusaceae. Род Streptococcus насчитывает около 129 видов и 23 подвидов. [16] которые приносят пользу многим микробиомам человеческого организма. Есть много видов, демонстрирующих непатогенные характеристики; однако некоторые из них, например S. pneumoniae, проявляют патогенные свойства в организме человека. [17] [11]
Род Enterococcus принадлежит к семейству Enterococcaceae. Этот род делится на 58 видов и два подвида. [18] Когда-то считалось, что эти грамположительные кокковидные бактерии безвредны для человеческого организма. Однако в течение последних десяти лет наблюдается приток внутрибольничных возбудителей, происходящих от Enterococcus . бактерий [19] [11]
Бацилла
[ редактировать ]Бацилла или ( мн.ч .: бациллы ), также называемая палочковидной бактерией часто просто палочкой (когда смысл понятен ) , представляет собой палочковидную бактерию или архею . Бациллы встречаются во многих таксономических группах бактерий. Однако название Bacillus , написанное с заглавной буквы и курсивом , относится к определенному роду бактерий. Название Bacilli , написанное с заглавной буквы, но не курсивом, может также относиться к менее специфичной таксономической группе бактерий, включающей два порядка, один из которых содержит род Bacillus . Когда слово «бацилла» набрано строчными буквами, а не выделено курсивом, оно, скорее всего, будет относиться к форме, а не к роду вообще. Бациллоформные бактерии также часто называют просто палочками, если бактериологический контекст ясен. [20]
Бациллы обычно делятся в одной плоскости и располагаются поодиночке, но могут объединяться, образуя диплобациллы, стрептобациллы и палисады. [21]
- Диплобациллы: две бациллы, расположенные рядом друг с другом.
- Стрептобациллы: бациллы расположены цепочками.
- Коккобацилла: овальная, похожа на кокк (бактерия круглой формы). [22]
Между формой бактерии и ее цветом при окраске по Граму нет никакой связи ; существуют как грамположительные палочки, так и грамотрицательные палочки. Агар МакКонки можно использовать для различения грамотрицательных бацилл, таких как кишечная палочка и сальмонелла . [23]
Распоряжения
[ редактировать ]Бациллы обычно делятся в одной плоскости и располагаются поодиночке, но могут объединяться, образуя диплобациллы, стрептобациллы и палисады. [24]
- Диплобациллы: две бациллы, расположенные рядом друг с другом.
- Стрептобациллы: бациллы расположены цепочками. [2] [1]
Грамположительные примеры
[ редактировать ]Грамотрицательные примеры
[ редактировать ]- Бактероиды
- Цитробактерия
- Энтеробактер
- Эшерихия
- Клебсиелла
- Псевдомонада
- Протей
- Сальмонелла
- Серратия
- Шигелла
- Вибрион
- Иерсиния
Коккобацилла
[ редактировать ]
Коккобацилла (сферическими бактериями (множественное число коккобациллы ), или бациллоскокко, представляет собой тип бактерий , по форме промежуточный между кокками ) и бациллами (палочковидными бактериями). Таким образом, коккобациллы представляют собой очень короткие палочки, которые можно принять за кокки. [25] Слово коккобацилла отражает промежуточную форму между кокком (сферической) и бациллой (удлиненной). [2]
Haemophilus influenzae , Gardnerella vaginalis и Chlamydia trachomatis относятся к коккобациллам. Aggregatibacter actinomycetemcomitans — грамотрицательная коккобактерия, преобладающая в поддесневых бляшках. Штаммы Acinetobacter могут расти на плотных средах как коккобактерии. Bordetella pertussis — грамотрицательная коккобактерия, вызывающая коклюш . Yersinia pestis , бактерия, вызывающая чуму , также является коккобациллой. [26]
Coxiella burnetti также является коккобациллой. [27] [28] Бактерии рода Brucella являются важными с медицинской точки зрения коккобациллами, вызывающими бруцеллез . Haemophilus ducreyi , еще одна важная с медицинской точки зрения грамотрицательная коккобацилла, наблюдается при заболевании, передающемся половым путем, шанкроиде в странах третьего мира. [29]
Спираль
[ редактировать ]Спиральные бактерии — еще одна важная морфология бактериальных клеток. [2] [30] [31] [32] Спиральные бактерии можно подразделить на спириллы, спирохеты или вибрионы в зависимости от количества витков на клетку, толщины клетки, гибкости клеток и подвижности. [33]
бактерии развивают определенные черты, чтобы выжить в идеальной среде. Известно, что [34] Заболевания, вызываемые бактериями, зависят от физиологии бактерий и их способности взаимодействовать с окружающей средой, включая способность менять форму . Исследователи обнаружили белок, который позволяет бактерии Vibrio cholerae принимать форму штопора, что, вероятно, помогает ей скручиваться, а затем выходить из защитной слизи, выстилающей внутреннюю часть кишечника. [34]
Спирилла
[ редактировать ]
Спириллы амфитриховые (множественное число спириллы) — это жесткая спиральная бактерия, грамотрицательная и часто имеющая наружные или лофотриховые жгутики . [33] Примеры включают в себя:
- Представители рода Spirillum.
- Виды кампилобактерий , такие как Campylobacter jejuni , патоген пищевого происхождения, вызывающий кампилобактериоз.
- Виды Helicobacter , такие как Helicobacter pylori , причина пептических язв.
Спирохеты
[ редактировать ]
Спирохета (множественное число спирохет) представляет собой очень тонкую, удлиненную, гибкую спиральную бактерию, которая подвижна с помощью внутренних периплазматических жгутиков внутри внешней мембраны. [33] Они составляют тип Spirochaetes . Из-за своих морфологических свойств спирохеты трудно окрашивать по Граму, но их можно визуализировать с помощью темнопольной микроскопии или окраски Вартина-Старри . [35] Примеры включают в себя:
- Виды Leptospira , вызывающие лептоспироз .
- Виды Borrelia , такие как Borrelia burgdorferi , клещевая бактерия, вызывающая болезнь Лайма.
- Виды трепонем , такие как Treponema pallidum , подвиды которых вызывают трепонематозы , включая сифилис.
спиральный
[ редактировать ]Helicobacter Виды имеют спиралевидную форму, наиболее распространенным примером является Helicobacter pylori . [36] Видно, что спиральная форма лучше подходит для движения бактерий в вязкой среде. [37]
См. также
[ редактировать ]- Бактериальная морфологическая пластичность
- Фердинанд Кон – дал первые названия форм бактерий.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Коул-младший (январь 1990 г.). «Диагностическая методика в ветеринарной бактериологии и микологии». В Картер Г.Р., Коул-младший (ред.). 17 - Стрептококк и родственные ему кокки (Пятое изд.). Сан-Диего: Академическая пресса. стр. 211–220. дои : 10.1016/b978-0-12-161775-2.50021-9 . ISBN 978-0-12-161775-2 .
- ^ Jump up to: а б с д Запун А., Верне Т., Пиньо М.Г. (март 2008 г.). «Различные формы кокков» . Обзоры микробиологии FEMS . 32 (2): 345–360. дои : 10.1111/j.1574-6976.2007.00098.x . ПМИД 18266741 .
- ^ Jump up to: а б Поммервилль, Джей Си (2013). Основы микробиологии (10-е изд.). Садбери, Массачусетс: Джонс и Бартлетт. п. 106. ИСБН 9781449647964 .
- ^ Райан, Кеннет Джеймс (4 января 2018 г.). Медицинская микробиология Шерриса (7-е изд.). Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл. ISBN 9781259859809 . OCLC 983825627 .
- ^ Левинсон, Уоррен; Джойс, Элизабет А.; Нуссбаум, Джесси; Шварц, Брайан С.; Чин-Хонг, Питер (10 мая 2018 г.). Обзор медицинской микробиологии и иммунологии: руководство по клиническим инфекционным заболеваниям (15-е изд.). Нью-Йорк: Образование Макгроу-Хилл. ISBN 9781259644498 . OCLC 1032261353 .
- ^ κόκκος . Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
- ^ Райан К.Дж., Рэй К.Г., ред. (2004). Медицинская микробиология Шерриса (4-е изд.). МакГроу Хилл. ISBN 0-8385-8529-9 .
- ^ Солтон М.Р., Ким К.С. (1996). Барон С. и др. (ред.). Структура. В: Медицинская микробиология Барона (4-е изд.). Университет Техасского медицинского отделения. ISBN 0-9631172-1-1 . (через книжную полку NCBI) .
- ^ Jump up to: а б Ингрэм, Кэтрин А.; Ингрэм, Джон Л. (2000). Введение в микробиологию .
- ^ Ричард А. Харви (доктор философии) (2007). Микробиология . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 395–. ISBN 978-0-7817-8215-9 .
- ^ Jump up to: а б с Гиллеспи, Клэр (20 августа 2018 г.). «Виды кокковых бактерий» . Наука . Проверено 1 декабря 2019 г.
- ^ «Тайна забытой чумы» . 27 июля 2004 г.
- ^ «Нейссерия Тревизан, 1885 год» . www.gbif.org . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ «Моракселла» . ЛПСН . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ Верха, SJC (Сюзанна) (1 июня 2011 г.). Эпидемиология и патогенез колонизации и инфекции Moraxella cataralis . ISBN 9780397515684 . OCLC 929980928 .
- ^ «Стрептококк» . ЛПСН . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ «Streptococcus pneumoniae (Кляйн, 1884) Честер, 1901» . www.gbif.org . Архивировано из оригинала 01 апреля 2020 г. Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ «Энтерококк» . ЛПСН . Проверено 2 декабря 2019 г.
- ^ Фишер, Кэти; Филлипс, Кэрол (2009). «Экология, эпидемиология и вирулентность энтерококков» . Микробиология . 155 (6): 1749–1757. дои : 10.1099/mic.0.026385-0 . ISSN 1350-0872 . ПМИД 19383684 .
- ^ «Размер, форма и расположение бактериальных клеток» . Технический колледж Мидлендса. Архивировано из оригинала 9 августа 2016 года . Проверено 8 августа 2016 г.
- ^ «Глава 4: Функциональная анатомия прокариотических и эукариотических клеток» . Архивировано из оригинала 23 сентября 2012 года.
- ^ Кайзер Г.Е. «Размеры, формы и расположение бактерий» . Общественный колледж округа Балтимор. Архивировано из оригинала 11 августа 2019 года . Проверено 8 августа 2016 г.
- ^ «Грамотрицательные палочки» . Медицинская школа Нью-Йоркского университета. Архивировано из оригинала 14 марта 2009 года.
- ^ Гарри Э., Монахан Л., Томпсон Л. (2006). «Деление бактериальных клеток: механизм и его точность». Международный обзор цитологии . 253 : 27–94. дои : 10.1016/S0074-7696(06)53002-5 . ISBN 978-0-12-373597-3 . ПМИД 17098054 .
- ^ Танкешвар, Ачарья (11 апреля 2016 г.). «Грам-отрицательные кокки и коккобациллы медицинского значения; Список бактерий и болезней» .
- ^ Коллинз, Фрэнк М. (1996). «Пастерелла, Иерсиния и Францицелла» . В Бароне, Сэмюэле (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинский филиал Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0-9631172-1-2 . ПМИД 21413268 .
- ^ МакКол Т.Ф., Уильямс Дж.К. (сентябрь 1981 г.). «Цикл развития Coxiella burnetii: строение и морфогенез вегетативной и спорогенной дифференцировок» . Журнал бактериологии . 147 (3): 1063–1076. дои : 10.1128/jb.147.3.1063-1076.1981 . ПМК 216147 . ПМИД 7275931 .
- ^ Уолтерс, Шерри. Такер, Леон (ред.). «Зоонозы Q-лихорадки (Coxiella burnetti): историческое и стойкое риккетсиозное заболевание» . Лаборатория диагностики болезней животных Университета Пердью .
- ^ Шехтер, Моселио; ДиРита, Виктор Дж.; Дермоди, Теренс (2007). Шехтер, Моселио; Энглберг, Н. Кэри (ред.). Механизмы микробных заболеваний Шехтера (4-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 666. ИСБН 978-0-7817-5342-5 .
- ^ Молодой К.Д. (сентябрь 2006 г.). «Селективное значение формы бактерий» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 70 (3): 660–703. дои : 10.1128/MMBR.00001-06 . ПМЦ 1594593 . ПМИД 16959965 .
- ^ Чурос, Мария; Чурос, Чаба (1999). Микробиологическое исследование воды и сточных вод . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 16–17. ISBN 9781566701792 .
- ^ Янг, Кевин Д. (сентябрь 2006 г.). «Селективная ценность бактериальной формы» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 70 (3): 660–703. дои : 10.1128/MMBR.00001-06 . ПМЦ 1594593 . ПМИД 16959965 .
- ^ Jump up to: а б с Таларо, Кэтлин (2007). Основы микробиологии (6-е международное изд.). МакГроу-Хилл. стр. 108–109. ISBN 978-0071262323 . Проверено 11 сентября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Тан Ю.С., Чжан Р.К., Лю Чж., Ли Б.З., Юань Ю.Дж. (2022). «Микробная адаптация для повышения стрессоустойчивости» . Границы микробиологии . 13 : 888746. doi : 10.3389/fmicb.2022.888746 . ПМЦ 9093737 . ПМИД 35572687 .
- ^ Хамфри, Питер А.; Денер, Луи П.; Пфайфер, Джон Д., ред. (2008). «Глава 53: Гистология и гистохимические окраски». Вашингтонское руководство по хирургической патологии . Филадельфия: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 680. ИСБН 9780781765275 .
- ^ Константино М.А., Джаббарзаде М., Фу ХК, Бансил Р. (ноябрь 2016 г.). «Спиральные и палочковидные бактерии плавают по спиральным траекториям с небольшим дополнительным толчком от спиралевидной формы» . Научный адв . 2 (11): e1601661. дои : 10.1126/sciadv.1601661 . ПМК 5262464 . ПМИД 28138539 .
- ^ Молодой К.Д. (сентябрь 2006 г.). «Селективное значение формы бактерий» . Микробиол Мол Биол Rev. 70 (3): 660–703. дои : 10.1128/MMBR.00001-06 . ПМЦ 1594593 . ПМИД 16959965 .
