Mikroorganismideks (mikroobideks) loetakse üherakulisi organisme, mille suurus ei ületa 0,1 mm. Selle suure rühma esindajatel võib olla erinev rakukorraldus, morfoloogilised tunnused ja metaboolsed võimed, see tähendab, et peamine neid ühendav omadus on suurus. Mõistel "mikroorganism" iseenesest ei ole taksonoomilist tähendust. Mikroobid kuuluvad väga erinevatesse taksonoomilistesse üksustesse ja nende üksuste teised esindajad võivad olla mitmerakulised ja ulatuda suurte mõõtmeteni.
Üldised lähenemisviisid mikroorganismide klassifikatsioonile
Mikroobide kohta faktilise materjali järkjärgulise kuhjumise tulemusena tekkis vajadus kehtestada reeglid nende kirjeldamiseks ja süstematiseerimiseks.
Mikroorganismide klassifikatsiooni iseloomustab järgmiste taksonite esinemine: domeen, varjupaik, klass, järg, perekond, perekond, liik. Mikrobioloogias kasutavad teadlased objektitunnuste binoomsüsteemi, see tähendab, et nomenklatuur sisaldab perekonna ja liikide nimetusi.
Enamiku mikroorganismide jaoksiseloomulik on äärmiselt primitiivne ja universaalne struktuur, mistõttu ei saa nende jaotamist taksoniteks läbi viia ainult morfoloogiliste tunnuste järgi. Kriteeriumidena kasutatakse funktsionaalseid omadusi, molekulaarbioloogilisi andmeid, biokeemiliste protsesside mustreid jne.
Identifitseerimisfunktsioonid
Tundmatu mikroorganismi tuvastamiseks viiakse läbi uuringud järgmiste omaduste uurimiseks:
- Rakutsütoloogia (kuulub peamiselt pro- või eukarüootsetesse organismidesse).
- Rakkude ja kolooniate morfoloogia (teatud tingimustel).
- Kultuurilised iseärasused (kasvuomadused erinevatel kandjatel).
- Füsioloogiliste omaduste kompleks, millel põhineb mikroorganismide klassifitseerimine hingamistüübi järgi (aeroobne, anaeroobne)
- Biokeemilised nähud (teatud metaboolsete radade olemasolu või puudumine).
- Molekulaarbioloogiliste omaduste kogum, sealhulgas nukleotiidjärjestuse arvessevõtmine, nukleiinhapete hübridiseerimise võimalus tüve tüüpi materjaliga.
- Kemotaksonoomilised näitajad, mis võtavad arvesse erinevate ühendite ja struktuuride keemilist koostist.
- Seroloogilised omadused (reaktsioonid "antigeen – antikeha"; eriti patogeensete mikroorganismide puhul).
- Spetsiifiliste faagide suhtes tundlikkuse olemasolu ja olemus.
Prokarüootidega seotud mikroorganismide süstemaatika ja klassifitseerimine toimub "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria" abil. Tuvastamine toimub kasutadesBurgey määraja.
Mikroobide klassifitseerimise erinevad viisid
Organismi taksonoomilise kuuluvuse määramiseks kasutatakse mitmeid mikroorganismide klassifitseerimise meetodeid.
Ametliku numbrilise klassifikatsiooni korral peetakse kõiki tunnuseid võrdselt olulisteks. See tähendab, et arvesse võetakse konkreetse funktsiooni olemasolu või puudumist.
Morfofüsioloogiline klassifikatsioon hõlmab morfoloogiliste omaduste ja metaboolsete protsesside kulgemise tunnuste kogu uurimist. Sel juhul omistatakse sellele objekti konkreetse omaduse tähendus ja tähendus. Mikroorganismi paigutamine konkreetsesse taksonoomilisse rühma ja nime andmine sõltuvad peamiselt rakulise struktuuri tüübist, rakkude ja kolooniate morfoloogiast ning kasvumustrist.
Funktsionaalsete omaduste arvestamine annab võimaluse kasutada erinevaid toitaineid mikroorganismide poolt. Samuti on oluline sõltuvus keskkonna teatud füüsikalistest ja keemilistest teguritest ning eelkõige energia saamise viisidest. On mikroobe, mis nõuavad nende tuvastamiseks kemotaksonoomilisi uuringuid. Patogeensed mikroorganismid nõuavad serodiagnostikat. Kvalifitseerijat kasutatakse ül altoodud testide tulemuste tõlgendamiseks.
Molekulaargeneetilises klassifikatsioonis analüüsitakse olulisemate biopolümeeride molekulide struktuuri.
Mikroorganismide tuvastamise protseduur
Täna algab konkreetse mikroskoopilise organismi tuvastamineselle puhaskultuuri eraldamine ja 16S rRNA nukleotiidjärjestuse analüüs. Seega määratakse mikroobi koht fülogeneetilisel puul ning sellele järgnev täpsustamine perekonna ja liikide kaupa toimub traditsiooniliste mikrobioloogiliste meetoditega. Kokkusattumusväärtus 90% võimaldab teil määrata perekonna ja 97% - liigi.
Mikroorganismide veelgi selgem eristamine perekondades ja liikides on võimalik polüfüleetilise (polüfaasilise) taksonoomia abil, kui nukleotiidjärjestuste määramine on kombineeritud teabe kasutamisega erinevatel tasanditel kuni ökoloogiliseni välja. See tähendab, et kõigepe alt otsitakse sarnaste tüvede rühmi, millele järgneb nende rühmade fülogeneetilise asukoha määramine, rühmade ja nende lähimate naabrite vahelise erinevuse kindlaksmääramine ning andmete kogumine rühmade eristamiseks.
Eukarüootsete mikroorganismide peamised rühmad: vetikad
See domeen sisaldab kolme rühma, kus leidub mikroskoopilisi organisme. Me räägime vetikatest, algloomadest ja seentest.
Vetikad on üherakulised, koloonia- või mitmerakulised fototroofid, mis viivad läbi hapnikufotosünteesi. Sellesse rühma kuuluvate mikroorganismide molekulaargeneetilise klassifikatsiooni väljatöötamine pole veel lõppenud. Seetõttu kasutatakse hetkel praktikas vetikate klassifikatsiooni pigmentide ja varuainete koostise, rakuseina struktuuri, liikuvuse olemasolu ja paljunemisviisi alusel.
Selle rühma tüüpilised esindajad ondinoflagellaatide, ränivetikate, euglenoidide ja rohevetikate hulka kuuluvad üherakulised organismid. Kõikidele vetikatele on iseloomulik klorofülli ja karotenoidide erinevate vormide moodustumine, kuid rühma esindajate võime sünteesida teisi klorofüllide ja fükobiliinide vorme avaldub erineval viisil.
Nende või nende pigmentide kombinatsioon määrab rakkude värvumise erinevates värvides. Need võivad olla rohelised, pruunid, punased, kuldsed. Rakkude pigmentatsioon on liigile iseloomulik.
Riiatomid on üherakulised planktonivormid, mille rakusein näeb välja nagu räni kahepoolmeline kest. Mõned esindajad on võimelised liikuma libisemise tüübi järgi. Paljunemine on nii aseksuaalne kui ka seksuaalne.
Ainuraksete euglena vetikate elupaigad on mageveereservuaarid. Nad liiguvad lippude abil. Rakusein puudub. Orgaaniliste ainete oksüdatsiooniprotsessi tõttu võimeline kasvama pimedas.
Dinoflagellaadidel on eriline rakuseina struktuur, see koosneb tselluloosist. Nendel planktoni üherakulistel vetikatel on kaks külgmist vippu.
Rohevetikate mikroskoopiliste esindajate jaoks on elupaigad mage- ja mereveekogud, pinnas ja erinevate maismaaobjektide pind. On mitteliikuvaid liike ja mõned neist on võimelised lipukate abil liikuma. Nii nagu dinoflagellaadidel, on ka rohelistel mikrovetikatel tselluloosi rakusein. Iseloomulik on tärklise säilitamine rakkudes. Paljunemine on nii aseksuaalne kui ka seksuaalneviisil.
Eukarüootsed organismid: algloomad
Algloomade hulka kuuluvate mikroorganismide klassifitseerimise põhiprintsiibid põhinevad morfoloogilistel omadustel, mis selle rühma esindajatel on väga erinevad.
Ülelevinud levik, saprotroofse või parasiitliku elustiili säilitamine määrab suuresti nende mitmekesisuse. Toiduvab alt elavad algloomad on bakterid, vetikad, pärmseened, muud algloomad ja isegi väikesed lülijalgsed, samuti taimede, loomade ja mikroorganismide surnud jäänused. Enamikul esindajatel pole rakuseina.
Nad võivad elada paigal või liikuda erinevate seadmete abil: lipukesed, ripsmed ja prolegid. Algloomade taksonoomilises rühmas on veel mitu rühma.
Kõige lihtsamate inimeste esindajad
Amööbid toituvad endotsütoosi teel, liiguvad pseudopoodide abil, paljunemise olemus seisneb raku primitiivses jagunemises kaheks. Enamik amööbidest on vab alt elavad veevormid, kuid mõned neist põhjustavad inimestel ja loomadel haigusi.
Infusoria rakkudel on kaks erinevat tuuma, mittesuguline paljunemine seisneb põiki jagunemises. On esindajaid, kellele on iseloomulik seksuaalne paljunemine. Liikumises osaleb koordineeritud ripsmete süsteem. Endotsütoos viiakse läbi toidu püüdmisega spetsiaalsesse suuõõnde ja jäänused väljutataksetagaotsas auk. Looduses elavad ripslased orgaaniliste ainetega reostunud veekogudes, samuti mäletsejaliste vatsas.
Flagellaate iseloomustab lipukate olemasolu. Lahustunud toitainete imendumine toimub kogu CPM-i pinnaga. Jagamine toimub ainult pikisuunas. Lipuliste hulgas on nii vab alt elavaid kui ka sümbiootilisi liike. Inimeste ja loomade peamised sümbiontid on trüpanosoomid (põhjustab unehaigust), leishmania (põhjustab raskesti paranevaid haavandeid), giardia (viib soolehäireteni).
Eosloomadel on algloomadest kõige keerulisem elutsükkel. Eosloomade kuulsaim esindaja on malaariaplasmoodium.
Eukarüootsed mikroorganismid: seened
Mikroorganismide klassifikatsioon toitumise tüübi järgi viitab selle rühma esindajatele heterotroofidele. Enamikku neist iseloomustab seeneniidistiku moodustumine. Hingamine on tavaliselt aeroobne. Kuid on ka fakultatiivseid anaeroobe, mis võivad lülituda alkohoolsele kääritamisele. Paljunemismeetodid on vegetatiivsed, aseksuaalsed ja seksuaalsed. Just see omadus toimib seente edasise klassifitseerimise kriteeriumina.
Kui me räägime selle rühma esindajate tähendusest, siis kõige huvitavam on siin kombineeritud mittetaksonoomiline pärmseente rühm. See hõlmab seeni, millel ei ole seeneniidistiku kasvufaasi. Pärmseente hulgas on palju fakultatiivseid anaeroobe. Siiski on ka patogeenseid liike.
Prokarüootsete mikroorganismide peamised rühmad:arhea
Prokarüootsete mikroorganismide morfoloogia ja klassifikatsioon ühendab need kaheks domeeniks: bakterid ja arheed, mille esindajatel on palju olulisi erinevusi. Arheadel puuduvad bakteritele tüüpilised peptidoglükaani (mureiini) rakuseinad. Neid iseloomustab teise heteropolüsahhariidi – pseudomureiini – olemasolu, mis ei sisalda N-atsetüülmuraamhapet.
Arhead jagunevad kolmeks haruks.
Bakterite struktuuri tunnused
Selles domeenis mikroobe ühendavate mikroorganismide klassifitseerimise põhimõtted põhinevad rakumembraani struktuurilistel omadustel ja eelkõige selles sisalduval peptidoglükaanil. Praegu on domeenis 23 filiaali.
Bakterid on looduses leiduvate ainete ringluse oluline lüli. Nende olulisuse olemus selles globaalses protsessis on taimsete ja loomsete jääkainete lagunemine, orgaanilise ainega reostunud veekogude puhastamine ja anorgaaniliste ühendite modifitseerimine. Ilma nendeta oleks elu olemasolu Maal võimatu. Need mikroorganismid elavad kõikjal, nende elupaigaks võib olla pinnas, vesi, õhk, inimkeha, loomad ja taimed.
Vastav alt rakkude kujule, liikumisseadmete olemasolule, rakkude omavahelisele liigendamisele viiakse see domeen läbi järgnevas mikroorganismide klassifikatsioonis. Mikrobioloogia käsitleb rakkude kuju alusel järgmisi bakteritüüpe: ümarad, pulgakujulised, niitjad, keerdunud, spiraalsed. Vastav alt liikumise tüübile võivad bakterid olla liikumatud, lipsunud või liikuda eritumise tõttu.lima. Sõltuv alt sellest, kuidas rakud üksteisega artikuleerivad, saab baktereid eraldada, siduda paaride, graanulite ja hargnevate vormidega.
Patogeensed mikroorganismid: klassifikatsioon
Patogeenseid mikroorganisme on pulgakujuliste bakterite hulgas palju (difteeria, tuberkuloosi, kõhutüüfuse, siberi katku tekitajad); algloomad (malaaria plasmoodium, toksoplasma, leishmania, giardia, trihhomonas, mõned patogeensed amööbid), aktinomütseedid, mükobakterid (tuberkuloosi, leepra tekitajad), hallitusseened ja pärmilaadsed seened (mükooside, kandidoosi tekitajad). Seened võivad põhjustada igasuguseid nahakahjustusi, näiteks erinevat tüüpi samblikke (erandiks on vöötohatis, millega kaasneb viirus). Mõned pärmseened, mis on naha püsivad elanikud, ei avalda normaalsetes immuunsüsteemi tingimustes kahjulikku toimet. Kui aga immuunsüsteemi aktiivsus väheneb, põhjustavad need seborroilise dermatiidi teket.
Patogeensuse rühmad
Mikroorganismide epidemioloogiline oht on kriteerium, mille alusel rühmitatakse kõik patogeensed mikroobid nelja rühma, mis vastavad neljale riskikategooriale. Seega pakuvad mikrobioloogidele suurimat huvi mikroorganismide patogeensuse rühmad, mille klassifikatsioon on toodud allpool, kuna need mõjutavad otseselt elanikkonna elu ja tervist.
Ohutuim, 4. patogeensusrühm sisaldab mikroobe, mis ei kujuta endast ohtu inimese tervisele (või selle ohu oht on tühineväike). See tähendab, et nakatumise oht on väga väike.
3. rühma iseloomustab mõõdukas nakatumisrisk üksikisiku jaoks, madal risk ühiskonnale tervikuna. Sellised patogeenid võivad teoreetiliselt põhjustada haigusi ja isegi kui nad seda põhjustavad, on olemas tõestatud tõhusad ravimeetodid ja terve rida ennetavaid meetmeid, mis võivad takistada nakkuse levikut.
2. patogeensuse rühma kuuluvad mikroorganismid, mis kujutavad endast suurt ohtu üksikisikule, kuid madalat kogu ühiskonnale. Sellisel juhul võib haigusetekitaja inimestel põhjustada raskeid haigusi, kuid see ei levi ühelt nakatunud inimeselt teisele. Saadaval on tõhusad ravi- ja ennetusmeetodid.
1. patogeensuse rühma iseloomustab kõrge risk nii üksikisikule kui ka ühiskonnale tervikuna. Inimesel või loomal rasket haigust põhjustav patogeen võib kergesti edasi kanduda mitmel erineval viisil. Tõhusad ravi- ja ennetusmeetmed ei ole üldiselt saadaval.
Patogeensed mikroorganismid, mille klassifikatsioon määrab nende kuulumise ühte või teise patogeensusrühma, tekitavad rahvatervisele suurt kahju ainult siis, kui nad kuuluvad 1. või 2. rühma.
