Ang mga mikroorganismo (microbes) ay mga single-celled na organismo na mas mababa sa 0.1 mm ang laki na hindi nakikita ng mata. Kabilang dito ang bacteria, microalgae, ilang lower filamentous fungi, yeast, at protozoa (Fig. 1). Pinag-aaralan sila ng microbiology.
kanin. 1. Mga bagay sa mikrobiyolohiya.
Sa Fig. 2. Maaari mong makita ang ilang mga kinatawan ng single-celled protozoa. Minsan ang mga bagay ng agham na ito ay kinabibilangan ng pinaka primitive na mga organismo sa Earth - mga virus na walang cellular na istraktura at mga complex ng nucleic acid (genetic material) at protina. Mas madalas na sila ay nakahiwalay sa isang ganap na hiwalay na larangan ng pag-aaral (Virology), dahil ang microbiology ay sa halip ay naglalayong pag-aralan ang mga microscopic na single-celled na organismo.
kanin. 2. Mga indibidwal na kinatawan ng unicellular eukaryotes (protozoa).
Ang mga agham ng algology at mycology, na nag-aaral ng algae at fungi, ayon sa pagkakabanggit, ay magkahiwalay na mga disiplina na magkakapatong sa microbiology sa pag-aaral ng mga mikroskopikong nabubuhay na bagay. Ang Bacteriology ay isang tunay na sangay ng microbiology. Ang agham na ito ay eksklusibong tumatalakay sa pag-aaral ng mga prokaryotic microorganism (Larawan 3).
kanin. 3. Scheme ng isang prokaryotic cell.
Hindi tulad ng mga eukaryote, na kinabibilangan ng lahat ng multicellular na organismo, pati na rin ang protozoa, microscopic algae at fungi, ang mga prokaryote ay walang nabuong nucleus na naglalaman ng genetic material at tunay na organelles (permanenteng dalubhasang istruktura ng cell).
Kasama sa mga prokaryote ang tunay na bakterya at archaea, na ayon sa modernong pag-uuri ay itinalaga bilang mga domain (superkingdoms) Archaea at Eubacteria (Larawan 4).
kanin. 4. Mga domain ng modernong biological classification.
Mga tampok na istruktura ng bakterya
Ang bakterya ay isang mahalagang link sa cycle ng mga sangkap sa kalikasan; nabubulok nila ang mga nalalabi ng halaman at hayop, mga malinis na katawan ng tubig na kontaminado ng organikong bagay, at binabago ang mga hindi organikong compound. Kung wala sila, hindi maaaring umiral ang buhay sa lupa. Ang mga mikroorganismo na ito ay ipinamamahagi sa lahat ng dako, sa lupa, tubig, hangin, hayop at halaman.
Ang bakterya ay naiiba sa mga sumusunod na morphological features:
Hugis ng cell (bilog, hugis baras, filamentous, convoluted, spiral, pati na rin ang iba't ibang transitional na opsyon at hugis-star na configuration).
Ang pagkakaroon ng mga aparato para sa paggalaw (immobile, flagellated, dahil sa pagtatago ng mucus).
Artikulasyon ng mga cell sa bawat isa (nakahiwalay, naka-link sa anyo ng mga pares, butil, sumasanga na mga anyo).
Kabilang sa mga istrukturang nabuo ng bilog na bakterya (cocci), may mga selula na magkapares pagkatapos ng paghahati at pagkatapos ay maghiwa-hiwalay sa iisang pormasyon (micrococci) o mananatiling magkasama sa lahat ng oras (diplococci). Ang isang parisukat na istraktura ng apat na mga cell ay nabuo sa pamamagitan ng tetracocci, isang kadena sa pamamagitan ng streptococci, isang butil ng 8-64 na mga yunit ng sarcina, at mga kumpol ng staphylococci.
Ang hugis ng baras na bakterya ay kinakatawan ng iba't ibang mga hugis dahil sa malaking pagkakaiba-iba sa haba (0.1-15 µm) at kapal (0.1-2 µm) ng cell. Ang hugis ng huli ay nakasalalay din sa kakayahan ng bakterya na bumuo ng mga spores - mga istruktura na may makapal na shell na nagpapahintulot sa mga microorganism na makaligtas sa hindi kanais-nais na mga kondisyon. Ang mga cell na may ganitong kakayahan ay tinatawag na bacilli, at ang mga walang ganoong katangian ay tinatawag lamang na baras na bakterya.
Ang mga espesyal na pagbabago ng bakterya na hugis baras ay mga filamentous (pinahaba) na mga anyo, mga kadena at mga istrukturang sumasanga. Ang huli ay nabuo ng actinomycetes sa isang tiyak na yugto ng pag-unlad. Ang mga "curved" rods ay tinatawag na crimped bacteria, kung saan ang mga vibrios ay nakahiwalay; spirilla na may dalawang liko (15-20 µm); spirochetes na kahawig ng mga kulot na linya. Ang haba ng kanilang cell ay 1-3, 15-20 at 20-30 µm, ayon sa pagkakabanggit. Sa Fig. Ang mga figure 5 at 6 ay nagpapakita ng mga pangunahing morphological form ng bakterya, pati na rin ang mga uri ng spore arrangement sa cell.
kanin. 5. Mga pangunahing anyo ng bacteria.
kanin. 6. Bakterya ayon sa uri ng lokasyon ng spore sa selula. 1, 4 - sa gitna; 2, 3, 5 - lokasyon ng pagtatapos; 6 - mula sa gilid.
Ang mga pangunahing istruktura ng cellular ng bakterya: nucleoid (genetic material), ribosome na inilaan para sa synthesis ng protina, cytoplasmic membrane (bahagi ng cell membrane), na sa maraming mga kinatawan ay protektado mula sa itaas ng isang cell wall, capsule at mucous sheath (Fig. 7).
kanin. 7. Scheme ng isang bacterial cell.
Ayon sa pag-uuri ng bakterya, mayroong higit sa 20 mga uri. Halimbawa, sobrang thermophilic (mahilig sa mataas na temperatura) Aquificae, anaerobic rod-shaped bacteria Bacteroidetes. Gayunpaman, ang pinaka nangingibabaw na phylum, na kinabibilangan ng magkakaibang kinatawan, ay Actinobacteria. Kabilang dito ang bifidobacteria, lactobacilli, at actinomycetes. Ang pagiging natatangi ng huli ay nakasalalay sa kakayahang bumuo ng mycelium sa isang tiyak na yugto ng pag-unlad.
Sa karaniwang pananalita ito ay tinatawag na mycelium. Sa katunayan, ang mga sumasanga na mga selula ng actinomycetes ay kahawig ng fungal hyphae. Sa kabila ng tampok na ito, ang actinomycetes ay inuri bilang bakterya, dahil sila ay mga prokaryote. Naturally, ang kanilang mga cell ay hindi gaanong katulad sa istraktura sa fungi.
Ang Actinomycetes (Larawan 8) ay mabagal na lumalagong bakterya, at samakatuwid ay walang kakayahang makipagkumpetensya para sa madaling magagamit na mga substrate. Ang mga ito ay may kakayahang mabulok ang mga sangkap na hindi magagamit ng ibang mga mikroorganismo bilang pinagmumulan ng carbon, sa partikular na petrolyo hydrocarbons. Samakatuwid, ang actinomycetes ay masinsinang pinag-aralan sa larangan ng biotechnology.
Ang ilang mga kinatawan ay tumutok sa mga lugar ng mga patlang ng langis, at lumikha ng isang espesyal na filter ng bakterya na pumipigil sa pagtagos ng mga hydrocarbon sa kapaligiran. Ang Actinomycetes ay aktibong gumagawa ng mga praktikal na mahalagang compound: bitamina, fatty acid, antibiotics.
Ang object ng microbiology ay mas mababang mold fungi lamang (rhizopus, mucor, sa partikular). Tulad ng lahat ng mga kabute, hindi nila nagagawang synthesize ang mga sangkap sa kanilang sarili at nangangailangan ng isang nutrient medium.Ang mycelium ng mas mababang mga kinatawan ng kaharian na ito ay primitive, hindi nahahati sa mga partisyon. Ang isang espesyal na angkop na lugar sa microbiological na pananaliksik ay inookupahan ng lebadura (Larawan 9), na nailalarawan sa pamamagitan ng kawalan ng mycelium.
kanin. 9. Mga anyo ng mga kolonya ng mga kultura ng lebadura sa isang nutrient medium.
Sa kasalukuyan, maraming kaalaman ang nakolekta tungkol sa kanilang mga kapaki-pakinabang na katangian. Gayunpaman, ang lebadura ay patuloy na pinag-aaralan para sa kakayahang mag-synthesize ng mga praktikal na mahalagang organikong compound at aktibong ginagamit bilang mga modelong organismo sa mga genetic na eksperimento. Mula noong sinaunang panahon, ang lebadura ay ginagamit sa mga proseso ng pagbuburo. Ang metabolismo ay naiiba sa iba't ibang mga kinatawan. Samakatuwid, ang ilang mga yeast ay mas angkop para sa isang partikular na proseso kaysa sa iba.
Halimbawa, ang Saccharomyces beticus, na mas lumalaban sa mataas na konsentrasyon ng alkohol, ay ginagamit upang lumikha ng matatapang na alak (hanggang 24%). Habang, ang yeast S. cerevisiae ay nakakagawa ng mas mababang konsentrasyon ng ethanol. Ayon sa mga lugar ng kanilang aplikasyon, ang mga yeast ay inuri sa feed, panadero, brewer, espiritu, at alak.
Ang mga nagdudulot ng sakit o pathogenic microorganism ay matatagpuan sa lahat ng dako. Kasama ng mga kilalang virus: influenza, hepatitis, tigdas, HIV, atbp., Ang mga mapanganib na mikroorganismo ay rickettsia, pati na rin ang streptococci at staphylococci, na nagdudulot ng pagkalason sa dugo. Kabilang sa mga bakterya na hugis baras ay maraming mga pathogens. Halimbawa, diphtheria, tuberculosis, typhoid fever, anthrax (Larawan 10). Maraming mga kinatawan ng mga microorganism na mapanganib sa mga tao ang matatagpuan sa protozoa, sa partikular na malarial plasmodium, toxoplasma, leishmania, lamblia, trichomonas, at pathogenic amoebas.
kanin. 10.Isang larawan ng bacterium Bacillus anthracis, na nagiging sanhi ng anthrax.
Maraming actinomycetes ay hindi mapanganib sa mga tao at hayop. Gayunpaman, maraming mga pathogenic na kinatawan ang matatagpuan sa mycobacteria na nagdudulot ng tuberculosis at ketong. Ang ilang mga actinomycetes ay nagpapasimula ng isang sakit tulad ng actinomycosis, na sinamahan ng pagbuo ng mga granuloma at kung minsan ay isang pagtaas sa temperatura ng katawan. Ang ilang mga uri ng fungi ng amag ay may kakayahang gumawa ng mga sangkap na nakakalason sa mga tao - mycotoxins. Halimbawa, ang ilang mga kinatawan ng genus Aspergillus, Fusarium. Ang mga pathogen fungi ay nagdudulot ng isang pangkat ng mga sakit na tinatawag na mycoses. Kaya, ang candidiasis o, sa madaling salita, thrush ay sanhi ng yeast-like fungi (Larawan 11). Palagi silang naroroon sa katawan ng tao, ngunit naisaaktibo lamang kapag ang immune system ay humina.
kanin. 11. Candida fungus ay ang causative agent ng thrush.
Ang fungi ay maaaring magdulot ng iba't ibang sugat sa balat, lalo na sa lahat ng uri ng lichen, maliban sa herpes zoster, na sanhi ng isang virus. Malassezia yeast, permanenteng naninirahan sa balat ng tao, ay maaaring maging sanhi ng seborrheic dermatitis kapag ang aktibidad ng immune system ay bumababa. Huwag agad magmadali sa paghuhugas ng iyong mga kamay. Ang mga yeast at oportunistikong bakterya sa mabuting kalusugan ay gumaganap ng isang mahalagang function, na pumipigil sa pag-unlad ng mga pathogenic microorganism.
Ang mga virus ay ang pinaka primitive na organismo sa mundo. Sa isang libreng estado, walang mga metabolic na proseso ang nangyayari sa kanila. Kapag pumasok lamang sila sa isang host cell magsisimulang dumami ang mga virus. Sa lahat ng nabubuhay na organismo, ang carrier ng genetic material ay deoxyribonucleic acid (DNA).Sa mga virus lamang mayroong mga kinatawan na may genetic sequence tulad ng ribonucleic acid (RNA).
Ang mga virus ay kadalasang hindi nauuri bilang tunay na buhay na mga organismo.
Bilang karagdagan sa mga parasito na dalubhasa sa mga hayop at tao, kasama ng mga ito ay mayroong mga kinatawan ng phytopathogenic, iyon ay, napinsala lamang nila ang mga selula ng halaman; Ang mga bacteriaophage ay "mga kumakain ng bakterya." Ito ay kilala na ang mga virus ay maaari pang bumuo sa mga patay na selula, kung saan ang isang medyo buo na istraktura ay nananatili, at ang genetic na materyal ay namatay. Noong nakaraan, sa panahon ng mga epidemya, ang mga katawan ng mga namatay mula sa parehong bacterial at viral na sakit ay sinunog.
Ang morpolohiya ng mga virus ay lubhang magkakaibang (Larawan 12). Karaniwan, ang kanilang mga diametrical na laki ay mula 20-300 nm.
kanin. 12. Pagkakaiba-iba ng mga particle ng viral.
Ang ilang mga kinatawan ay umabot sa haba na 1-1.5 microns. Ang istraktura ng virus ay binubuo ng nakapalibot sa genetic na materyal na may isang espesyal na frame ng protina (capsid), na nailalarawan sa pamamagitan ng iba't ibang mga hugis (helical, icosahedral, spherical). Ang ilang mga virus ay mayroon ding isang sobre sa itaas na nabuo mula sa host cell membrane (supercapsid). Halimbawa, ang human immunodeficiency virus (Fig. 13) ay kilala bilang sanhi ng isang sakit na tinatawag na (AIDS). Naglalaman ito ng RNA bilang genetic material at nakakaapekto sa isang partikular na uri ng immune system cell (helper T-lymphocytes).
kanin. 13. Istraktura ng human immunodeficiency virus.
Ang siklo ng pagpaparami ng mga parasito na ito ay nagsisimula sa yugto ng pagkakadikit sa selula. Ang target ay naglalaman ng mga espesyal na molekular na dulo (receptor) kung saan kinikilala ito ng mga virus. Susunod, ang genetic na materyal ng parasito ay natagos, madalas na may ilang iba pang mga bahagi ng istraktura nito.Ang pagpaparami ng virus ay nangyayari dahil sa pagdodoble (pagtitiklop) ng mga gene at ang kasunod na pagbuo ng mga kinakailangang protina. Pagkatapos nito, ang mga virus ay inilabas mula sa cell sa mga kopya at bubuo muli ng kanilang istraktura.
Maaaring mukhang may malaking agwat sa pagitan ng mga virus at bakterya. Gayunpaman, lumabas na sa kalikasan mayroong mga transisyonal na anyo na tinatawag na rickettsia. Ayon sa modernong pag-uuri, ang mga mikroorganismo na ito ay kabilang sa phylum na Proteobacteria (proteobacteria). Ang Rickettsiae ay maihahambing sa laki sa malalaking virus at mga intracellular na parasito. Tulad ng mga virus, ang rickettsiae ay maaari lamang magparami sa mga host cell. Ang mga selula ng mga bakteryang ito ay hindi kumikibo. Ang Rickettsiae ay kadalasang hugis baras, ngunit matatagpuan din ang cocci at filament.
Ang mga sakit na nagdudulot ng rickettsia sa mga tao ay kadalasang napakalubha. Lumilitaw ang mga sintomas ng lagnat, na sinamahan ng pinsala sa central nervous at cardiovascular system. Bilang isang tuntunin, ang rickettsiae ay naililipat sa mga tao sa pamamagitan ng kagat ng mga garapata, pulgas, o kuto. Sa mga selula ng mga vector, ang mga parasito ay nakapaloob sa isang dormant (hindi aktibo) na anyo at naisaaktibo lamang kapag sila ay pumasok sa host. Ang Rickettsia ay maaari ding maipasa sa pamamagitan ng mainit-init na dugo na mga hayop (daga, daga, aso), kung saan hindi sila nagdudulot ng anumang pinsala.
