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 имеют сферическую или почти сферическую форму, но значительно различаются по размеру. Представители некоторых родов могут быть идентифицированы 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 , выраженного 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, так и грамотрицательные палочки. Агар МакКонки можно использовать для различения грамотрицательных бацилл, 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