stringtranslate.com

Бактериальные клеточные морфологии

Бактерии демонстрируют большое разнообразие морфологии и расположения клеток.

Бактериальные клеточные морфологии — это формы, характерные для различных типов бактерий и часто являющиеся ключом к их идентификации. Их прямое изучение под световым микроскопом позволяет классифицировать эти бактерии (и археи ).

Как правило, основными морфологиями являются сферы (кокки) и цилиндры с закругленными концами или палочковидные (бациллы). Но существуют и другие морфологии, такие как спирально закрученные цилиндры (например, спирохеты ), цилиндры, изогнутые в одной плоскости (селеномонады) и необычные морфологии (квадратные, плоские коробчатые клетки архейского рода Haloquadratum ) . Другие расположения включают пары, тетрады, кластеры, цепочки и палисады.

Типы

Кокк

Расположение кокковых бактерий
: Бактерии стафилококка

Кокк (множественное число кокки , от латинского coccinus (алый) и полученного от греческого kokkos ( ягода)) — это любой микроорганизм (обычно бактерия ) [1], общая форма которого 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 кластерами, в зависимости от их ориентации и прикрепления во время деления клетки. В отличие от многих бациллообразных бактерий, большинство бактерий кокков не имеют жгутиков и неподвижны. [5]

Cocci — английское заимствование современного или новолатинского существительного, которое, в свою очередь, происходит от греческого существительного мужского рода κόκκος ( cóccos ), означающего «ягода». [6]

К серьезным заболеваниям человека, вызываемым кокковидными 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 синуситы . [7]

Распоряжения

Коккоидные бактерии часто встречаются в характерных расположениях, и эти формы также имеют особые названия; [8] Здесь перечислены основные формы, а также репрезентативные роды бактерий : [3]

Грамположительные кокки

Грамположительные кокки — это большая группа бактерий со схожей морфологией. Все они сферические или почти сферические, но значительно различаются по размеру. Представители некоторых родов идентифицируются по способу прикрепления клеток друг к другу: в карманах, цепочках или гроздьях, похожих на виноград. Эти структуры отражают закономерности деления клеток и то, что клетки слипаются. Например , клетки Sarcina располагаются в кубических карманах, поскольку деление клеток регулярно чередуется между тремя перпендикулярными плоскостями. Streptococcus spp. напоминают нить бус, поскольку деление всегда происходит в одной и той же плоскости. Некоторые из этих нитей, например, S. pneumoniae , имеют длину всего две клетки. Их называют диплококками. Виды Staphylococcus не имеют регулярной плоскости деления. Они образуют виноградоподобные структуры. [9]

Различные грамположительные кокки различаются физиологически и по среде обитания. Micrococcus spp. являются облигатными аэробами, которые обитают на коже человека. Staphylococcus spp. также обитают на коже человека, но они являются факультативными анаэробами. Они ферментируют сахара, производя молочную кислоту в качестве конечного продукта. Многие из этих видов производят каротиноидные пигменты, которые окрашивают их колонии в желтый или оранжевый цвет. Staphylococcus aureus является основным человеческим патогеном. Он может инфицировать практически любую ткань в организме, часто кожу. Он часто вызывает нозокомиальные (больничные) инфекции. [9]

Диплококки

Структура b представляет собой бактерию диплококк.

Диплококки — это пары кокков. Примерами грамотрицательных диплококков являются Neisseria spp. и Moraxella catarrhalis . Примерами грамположительных диплококков являются Streptococcus pneumoniae и Enterococcus spp. [10] [11] Предположительно, диплококки были причастны к летаргическому энцефалиту . [12] Род Neisseria принадлежит к семейству Neisseriaceae. Этот род, Neisseria , делится на более чем десять различных видов, но большинство из них являются грамотрицательными и кокковидными. Грамотрицательные кокковидные виды включают: Neisseria cinerea , N. gonorrhoeae , N. polysaccharea , N. lactamica , N. meningitidis , N. mucosa , N. oralis и N. subflava . Наиболее распространенными из этих видов являются патогенные N. meningitidis и N. gonorrhoeae . [13]

Род Moraxella относится к семейству Moraxellaceae . Этот род, Moraxellaceae , включает грамотрицательные коккобациллы: Moraxella lacunata , M. atlantae , M. boevrei , M. bovis , M. canis , M. caprae , M. caviae , M. cuniculi , M. equi , M. lincolnii . , M. nonliquefaciens , M. osloensis , M. ovis , M. saccharolytica и M. pluranimalium . [14] Однако только один из них имеет морфологию диплококка, M. cataralis , существенного патогена, способствующего инфекциям в организме человека. [15]

Вид Streptococcus pneumoniae принадлежит к роду Streptococcus и семейству Streptococcaceae . Род Streptococcus насчитывает около 129 видов и 23 подвидов [16] , которые приносят пользу многим микробиомам в организме человека. Существует много видов, которые проявляют непатогенные характеристики; однако есть некоторые, такие как S. pneumoniae , которые проявляют патогенные характеристики в организме человека. [17] [11]

Род Enterococcus принадлежит к семейству Enterococcaceae . Этот род делится на 58 видов и два подвида. [18] Эти грамположительные кокковидные бактерии когда-то считались безвредными для человеческого организма. Однако в течение последних десяти лет наблюдается приток внутрибольничных патогенов, происходящих от бактерий Enterococcus . [19] [11]

Бацилла

Бацилла ( мн. ч .: бациллы ), также называемая палочковидной бактерией или часто просто палочкой (когда контекст делает смысл понятным), представляет собой палочковидную бактерию или архею . Бациллы встречаются во многих различных таксономических группах бактерий. Однако название Bacillus , написанное с заглавной буквы и выделенное курсивом , относится к определенному роду бактерий. Название Bacilli , написанное с заглавной буквы, но не выделенное курсивом, может также относиться к менее определенной таксономической группе бактерий, которая включает два порядка, один из которых содержит род Bacillus . Когда слово отформатировано строчными буквами и не выделено курсивом, «бацилла», оно, скорее всего, будет относиться к форме, а не к роду. Бациллообразные бактерии также часто называют просто палочками, когда бактериологический контекст ясен. [20]

Бациллы обычно делятся в одной плоскости и являются одиночными, но могут объединяться, образуя диплобациллы, стрептобациллы и палисады. [21]

Нет никакой связи между формой бактерии и ее цветом при окрашивании по Граму ; существуют как грамположительные палочки, так и грамотрицательные палочки. Агар МакКонки можно использовать для различения грамотрицательных палочек, таких как E. coli и сальмонелла . [23]

Распоряжения

Бациллы обычно делятся в одной плоскости и являются одиночными, но могут объединяться, образуя диплобациллы, стрептобациллы и палисады. [24]

Грамположительные примеры

Грамотрицательные примеры

Коккобацилла

Coxiella burnetii ( ТЭМ )

Коккобацилла (множественное число коккобациллы ), или бациллококк , — это тип бактерий, форма которых занимает промежуточное положение между кокками ( сферическими бактериями) и бациллами (палочковидными бактериями). Коккобациллы, таким образом, представляют собой очень короткие палочки, которые можно ошибочно принять за кокки. [25] Слово коккобацилла отражает промежуточную форму между кокком (сферической) и бациллой (удлиненной). [2]

Haemophilus influenzae , Gardnerella vaginalis и Chlamydia trachomatis являются коккобациллами. Aggregatibacter actinomycetemcomitans является грамотрицательной коккобациллой, распространенной в поддесневых бляшках. Штаммы Acinetobacter могут расти на твердых средах как коккобациллы. Bordetella pertussis является грамотрицательной коккобациллой, ответственной за коклюш . Yersinia pestis , бактерия, вызывающая чуму , также является коккобациллой. [26]

Coxiella burnetti также является коккобациллой. [27] [28] Бактерии из 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

Спиральные бактерии являются еще одной важной морфологией бактериальных клеток. [2] [30] [31] [32] Спиральные бактерии можно подразделить на спириллы, спирохеты или вибрионы на основе количества витков на клетку, толщины клетки, гибкости клетки и подвижности. [33]

Известно, что бактерии развивают определенные черты, чтобы выжить в идеальной для них среде. [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 в защитную слизь, выстилающую внутреннюю часть кишечника, а затем выходить из нее. [34]

Спириллум

Campylobacter jejuni — распространенный возбудитель бактериальных желудочно-кишечных заболеваний, связанных с пищей.

Спирилла (множественное число спирилла) — это жесткая спиральная бактерия, которая является грамотрицательной и часто имеет внешние амфитрихические или лофотрихические жгутики. [33] Примеры включают в себя:

Спирохеты

Тонкая спирохета бактерии Treponema pallidum , возбудителя сифилиса, увеличенная в 400 раз.

Спирохета (множественное число спирохеты) — очень тонкая, удлиненная, гибкая, спиральная бактерия, 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 микроскопии в темном поле или окрашивания по Уортину-Старри . [35] Вот некоторые примеры:

Спиральный

Виды Helicobacter имеют спиральную форму, наиболее распространенным примером которой является Helicobacter pylori . [36] Считается, что спиральная форма лучше подходит для движения бактерий в вязкой среде. [37]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Cole JR (январь 1990). «Диагностическая процедура в ветеринарной бактериологии и микологии». В Carter GR, Cole JR (ред.). 17 - Streptococcus and Related Cocci (пятое изд.). San Diego: Academic Press. стр. 211–220. doi :10.1016/b978-0-12-161775-2.50021-9. ISBN 978-0-12-161775-2.
  2. ^ abcd Zapun A, Vernet T, Pinho MG (март 2008). «Различные формы кокков». FEMS Microbiology Reviews . 32 (2): 345–360. doi : 10.1111/j.1574-6976.2007.00098.x . PMID  18266741.
  3. ^ ab Pommerville, JC (2013). Основы микробиологии (10-е изд.). Садбери, Массачусетс: Jones & Bartlett. стр. 106. ISBN 9781449647964.
  4. ^ Райан, Кеннет Джеймс (4 января 2018 г.). Медицинская микробиология Шерриса (7-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Education. ISBN 9781259859809. OCLC  983825627.
  5. ^ 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: McGraw-Hill Education. ISBN 9781259644498. OCLC  1032261353.
  6. ^ κόκκος. Лидделл, Генри Джордж ; Скотт, Роберт ; Греко-английский лексикон в проекте «Персей»
  7. ^ Райан К.Дж., Рэй К.Г., ред. (2004). Sherris Medical Microbiology (4-е изд.). McGraw Hill. ISBN 0-8385-8529-9.
  8. ^ Salton MR, Kim KS (1996). Baron S, et al. (ред.). Структура. В: Baron's Medical Microbiology (4-е изд.). Медицинское отделение Техасского университета. ISBN 0-9631172-1-1. (через NCBI Bookshelf).
  9. ^ ab Ингрэм, Кэтрин А.; Ингрэм, Джон Л. (2000). Введение в микробиологию .
  10. ^ Ричард А. Харви (Ph.D.) (2007). Микробиология. Lippincott Williams & Wilkins. стр. 395–. ISBN 978-0-7817-8215-9.
  11. ^ abc Gillespie, Claire (20 августа 2018 г.). "Типы кокковых бактерий". Sciencing . Получено 01.12.2019 .
  12. ^ "Тайна забытой чумы". 2004-07-27.
  13. ^ "Neisseria Trevisan, 1885". www.gbif.org . Получено 2019-12-02 .
  14. ^ "Moraxella". LPSN . Получено 2019-12-02 .
  15. ^ Verhaegh, SJC (Suzanne) (2011-06-01). Эпидемиология и патогенез колонизации и инфекции Moraxella catarrhalis . Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 9780397515684. OCLC  929980928.
  16. ^ "Streptococcus". LPSN . Получено 2019-12-02 .
  17. ^ "Streptococcus pneumoniae (Klein, 1884) Chester, 1901". www.gbif.org . Архивировано из оригинала 2020-04-01 . Получено 2019-12-02 .
  18. ^ "Энтерококк". LPSN . Получено 2019-12-02 .
  19. ^ Фишер, Кэти; Филлипс, Кэрол (2009). «Экология, эпидемиология и вирулентность энтерококков». Микробиология . 155 (6): 1749–1757. doi : 10.1099/mic.0.026385-0 . ISSN  1350-0872. PMID  19383684.
  20. ^ «Размер, форма и расположение бактериальных клеток». Midlands Technical College. Архивировано из оригинала 9 августа 2016 года . Получено 8 августа 2016 года .
  21. ^ "Глава 4: Функциональная анатомия прокариотических и эукариотических клеток". Архивировано из оригинала 23 сентября 2012 г.
  22. ^ Kaiser GE. «Размеры, формы и расположение бактерий». Общественный колледж округа Балтимор. Архивировано из оригинала 11 августа 2019 года . Получено 8 августа 2016 года .
  23. ^ "Грамотрицательные бациллы". Медицинская школа Нью-Йоркского университета. Архивировано из оригинала 14 марта 2009 г.
  24. ^ Гарри Э., Монахан Л., Томпсон Л. (2006). Бактериальное деление клеток: механизм и его точность . Международный обзор цитологии. Т. 253. С. 27–94. doi :10.1016/S0074-7696(06)53002-5. ISBN 978-0-12-373597-3. PMID  17098054.
  25. ^ Танкешвар, Ачарья (11 апреля 2016 г.). «Грамотрицательные кокки и коккобациллы медицинского значения; список бактерий и болезней».
  26. ^ Коллинз, Фрэнк М. (1996). "Pasteurella, Yersinia, and Francisella". В Baron, Samuel (ред.). Медицинская микробиология (4-е изд.). Медицинское отделение Техасского университета в Галвестоне. ISBN 978-0-9631172-1-2. PMID  21413268.
  27. ^ McCaul TF, Williams JC (сентябрь 1981 г.). «Цикл развития Coxiella burnetii: структура и морфогенез вегетативных и спорогенных дифференциаций». Journal of Bacteriology . 147 (3): 1063–1076. doi :10.1128/jb.147.3.1063-1076.1981. PMC 216147 . PMID  7275931. 
  28. ^ Уолтерс, Шерри. Такер, Леон (ред.). «Q-лихорадка (Coxiella burnetti) Зоонозы: историческое и персистирующее риккетсиозное заболевание». Лаборатория диагностики болезней животных Университета Пердью .
  29. ^ 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.
  30. ^ Young KD (сентябрь 2006 г.). «Избирательная ценность бактериальной формы». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 70 (3): 660–703. doi :10.1128/MMBR.00001-06. PMC 1594593. PMID  16959965 . 
  31. ^ Csuros, Maria; Csuros, Csaba (1999). Микробиологическое исследование воды и сточных вод . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 16–17. ISBN 9781566701792.
  32. ^ Янг, Кевин Д. (сентябрь 2006 г.). «Избирательная ценность бактериальной формы». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 70 (3): 660–703. doi :10.1128/MMBR.00001-06. PMC 1594593. PMID  16959965 . 
  33. ^ abc Talaro, Kathleen (2007). Основы микробиологии (6-е международное издание). McGraw-Hill. стр. 108–109. ISBN 978-0071262323. Получено 11 сентября 2017 г.
  34. ^ ab Tan YS, Zhang RK, Liu ZH, Li BZ, Yuan YJ (2022). «Микробная адаптация для повышения устойчивости к стрессу». Frontiers in Microbiology . 13 : 888746. doi : 10.3389/fmicb.2022.888746 . PMC 9093737. PMID  35572687. 
  35. ^ Хамфри, Питер А.; Денер, Луис П.; Пфайфер, Джон Д., ред. (2008). "Глава 53: Гистология и гистохимические окраски". Вашингтонское руководство по хирургической патологии . Филадельфия: Lippincott Williams & Wilkins. стр. 680. ISBN 9780781765275.
  36. ^ Constantino MA, Jabbarzadeh M, Fu HC, Bansil R (ноябрь 2016 г.). «Спиральные и палочковидные бактерии плавают по спиральным траекториям с небольшим дополнительным толчком от спиральной формы». Sci Adv . 2 (11): e1601661. doi :10.1126/sciadv.1601661. PMC 5262464. PMID  28138539 . 
  37. ^ Young KD (сентябрь 2006 г.). «Избирательная ценность бактериальной формы». Microbiol Mol Biol Rev. 70 ( 3): 660–703. doi :10.1128/MMBR.00001-06. PMC 1594593. PMID  16959965 . 

Внешние ссылки