Актиномицеты

Содержание

Аннотация........................................................................................................3

Введение…………………………………………………………………………5

1 Общая характеристика актиномицет………………………………………..7

2 Классификация лучистых грибков…………………………………………...15

3 Культуральные свойства лучистых грибков………………………………...23

    3.1 Физиологические и биохимические свойства лучистых грибков…….26

    3.2Биологически активные вещества, продуцируемые актиномицетами....32

Заключение……………………………………………………………………....37

Список использованной литературы…………………………………………39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Аннотация

     В данной работе рассматриваются теоретические вопросы морфологии, физиологии и жизненных циклов актиномицет.

     Теоретические основы отражают особенности строения актиномицет, их приспособления к условиям окружающей среды, а также роль актиномицет в природе и жизни человека и влияние их на другие организмы.

     В данной работе представляется многообразие мира микроорганизмов. Рассматриваются разнообразные виды лучистых грибков, их особенности строения и организации.

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      Аbstract

      This paper deals with theoretical questions of morphology, physiology and life cycles of actinomycetes.

     Theoretical foundations reflect the structural features of the actinomycetes, their adaptation to the environment and the role of actinomycetes in nature and human life and their influence on other organisms.

     This paper presents the diverse microbial world. We consider various types of ray fungi, their structural features and organization.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

     Введение

     Мир микроорганизмов в природе весьма разнообразен. Значительное

их число  представлено бактериями. Микроорганизмы широко

распространены  в природе. Широкое распространение микроорганизмов

свидетельствует об их огромной роли в природе. При их участии

происходит  разложение различных органических веществ в почвах и

водоемах, они обуславливают круговорот веществ и энергии в природе, от

их деятельности зависит плодородие почв.

      Актиномицеты - это группа микроорганизмов, соединяющая в себе черты бактерий и грибов. Широко распространены в почвах, в иле водоёмов, в воздухе и на растительных остатках.

      Морфологические признаки актиномицет имеют аналогию со строением несовершенных грибов. Для них характерно нитевидное или палочковидное и кокковидное строение и наличие боковых выростов; способны к формированию ветвящегося мицелия на некоторых стадиях развития диаметром 0,4 - 1,5 мкм, которая проявляется у них в оптимальных для существования условиях. Подчеркивая бактериальное происхождение актиномицетов, ученые называют их аналог грибного мицелия тонкими нитями. Актиномицеты включают в себя организмы с наиболее характерными среди всех бактерий нитчатым строением.

      Наиболее важными вопросами, касающиеся изучения актиномицет, являются исследование механизмов передачи генетического материала и создание новых способов генетического картирования. На настоящий момент достаточно подробно изучены способы передачи генетического материала плазмидами, с помощью рекомбинации, трансдукции, конъюгации гамет, а также эффективные методы составления генетических карт.

     В 1874 Ф. Кон в пробе из слёзного канала человека впервые обнаружил нитчатую бактерию, названную в честь врача, взявшего пробу Streptothrix foersteri. Поскольку родовое название Strepothrix уже было занято грибом, позднее бактерия была переименована в Streptomyces foersteri. В 1877 патолог Боллингер и ботаник Гарц исследовали опухоли (актиномикозные узлы) коров и обнаружили их возбудителя, которого из-за лучистого расположения нитей назвали лучистым грибком (Actinomyces). Это название вскоре стало собирательным для нескольких близких родов.

     В 1884 Израиль получил первую чистую культуру актиномицета (Actinomyces israelii). В дальнейшем было обнаружено множество патогенных форм (1888 — из ноги больного мадуровой болезнью человека Нокардом был выделен первый представитель рода Nocardia), в 1890—1892 Госпирини составил список родов актиномицетов.

     В 1912—1916 стали появляться первые описания непатогенных актиномицетов, выделенных из обычных природных субстратов. В этот период свой вклад в развитие актиномицетологии внесли С. А. Ваксман, Краинский, Рудольф Лиске.

     Новый этап развития науки начался в 1939, когда Красильников получил в нативном виде антибиотик мицетин, выделяемый стрептомицетами. В 1945 Ваксман, Шатц и Буги выделили стрептомицин. На актиномицеты оказалось обращено большое внимание, однако в основном развивались прикладные аспекты актиномицетологии, связанные с получением и применением антибиотиков. Тем не менее в это период также были получены сведения об экологии, биохимии, строении, циклах развития, которые в свою очередь позволили разработать принципы классификации актиномицетов.

     С 1980-х-1990-х внимание переключилось на изучение экологических функций актиномицетов, их взаимоотношения в естественных условиях с животными, растениями и микроорганизмами. Происходит пересмотр систематики, связанный с получением данных о геноме актиномицетов.

 

  

 

 

 

      1 Общая характеристика актиномицет

     Актиномицеты (устаревшее название лучистые грибки) — бактерии, имеющие способность к формированию на некоторых стадиях развития ветвящегося мицелия (некоторые исследователи, подчёркивая бактериальную природу актиномицетов, называют их аналог грибного мицелия тонкими нитями) диаметром 0,4-1,5 мкм, которая проявляется у них в оптимальных для существования условиях. Имеют грамположительный тип клеточной стенки. Они обладают способностью развиваться при высоких температурах (50—60 °С), независимо от температурного минимума их роста. Среди них встречаются актиномицеты, способные расти при 60—70 °С. Лучистые грибки, развивающиеся при обычных температурах (25—30°С), не растут при температуре 50 °С и выше.

     Количественный учет термофильных актиномицетов в почвах и компостах

был проведен В. Ваксманом с сотрудниками в 1939 г. Термофильные

актиномицеты  были обнаружены во всех почвах и во все сезоны года.

Особенно  много их в почвах, удобренных навозом (в среднем 200 000 на 1 г в

весенних  и летних пробах). Зимой термофильные актиномицеты составляли

10—15% от всей термофильной микрофлоры; весной и летом 70—90%. Ранее признак термофильности отражали в некоторых родовых названиях актиномицетов, растущих при повышенных температурах (рисунок 1). При идентификации термофильных актиномицетов используют, как обычно, культуральные признаки.

     Количество термофильных лучистых грибков не зависит от географической закономерности, а определяется экологическими факторами, в частности типом почвы и степенью ее окультуренности. В пределах одного семейства и рода (например, Micromonospora) могут быть как термофильные, так и мезофильные культуры; несмотря на довольно стойкий признак

термофильности, видимо, нецелесообразно ориентироваться  на него при характеристике родов  или более крупных таксономических  единиц. В почве

обнаруживаются  представители почти всех родов  актиномицетов.

                           

 

              Рисунок 1. Схематическое изображение вегетативного и

              спороносного мицелия различных  родов термофильных

              актиномицетов. 

 

     Актиномицеты обычно составляют четверть бактерий, вырастающих на

традиционных  средах при посевах их разведённых почвенных суспензий и 5-

15% прокариотной  биомассы, определяемой с помощью люминисцентной микроскопии. Их экологическая роль заключается чаще всего в разложении сложных устойчивых субстратов; предположительно они участвуют в синтезе и разложении гумусовых веществ. Могут выступать симбионтами беспозвоночных и высших растений. Большинство известных термофильных лучистых грибков быстро гидролизуют крахмал, свертывают и пептонизируют молоко, разжижают желатин и т. д., что свидетельствует о высокой ферментативной активности и может быть использовано в практике. Однако эти культуральные свойства лабильны и поэтому, с точки зрения многих исследователей, не могут быть основными критериями при определении вида. Другие культуральные свойства, такие, как восстановление нитратов, образование сероводорода, в большей степени отражают физиологические особенности микроорганизма, более стабильны и, следовательно, играют существенную роль при идентификации вообще и термофильных актиномицетов в частности. Для выделения термофильных актиномицетов разными авторами использовались разные методики.

     Выделение этих микроорганизмов хорошо удается на крахмальном агаре, крахмально-аммиачно-сульфатном агаре, а также мясо-пептонном агаре (МПА). Лучшим для этой цели оказался крахмально-аммиачно-сульфатный агар, на котором наблюдается слабый рост более требовательных к среде термофильных бактерий и, наоборот, хороший рост термофильных актиномицетов.

     Наиболее подходящая температура для выделения 55—60 °С.

Термофильные  актиномицеты обладают большой скоростью  роста. Их

жизненный цикл проходит гораздо быстрее, чем у  мезофильных штаммов.

Термофильные  актиномицеты образуют разветвленный  мицелий из гиф,

диаметр которых  от 0,2 до 1 мкм. На твердых средах они  растут в виде

плоских колоний, достигающих 3—4 см в диаметре, а  иногда и до 6—8 см,

часто покрытых налетом, состоящим из воздушных  гиф со спорами.

Термофильные  актиномицеты образуют воздушный и  субстратный мицелии.

Гифы воздушного мицелия без спор термофильных лучистых грибков, как

правило, белоснежно-белого цвета. Воздушный мицелий со спорами  или

сохраняет белый  цвет, или приобретает темно-серый  оттенок. Серо-зеленые,

голубые и  желтые штаммы встречаются реже. У  некоторых термофильных

актиномицетов в процессе развития изменяется цвет колоний на агаре от

белоснежно-белого до желтого, грязно-зеленоватого, коричневого,

красноватого  и даже черного. Многие представители  термофильных

лучистых  грибков образуют растворимый пигмент, который проникает в

среду и окрашивает ее в яркие цвета.

     Изучение тонкого строения спор ряда актиномицетов позволило

исследователям  сделать вывод, что некоторые  термофильные актиномицеты

образуют  споры, близкие по строению к спорам бактерий родов Bacillus и

Clostridium. Обмен  веществ у термофильных микроорганизмов  происходит

более интенсивно, чем у мезофильных. Об этом свидетельствуют

экспериментальные данные о более высокой ферментативной активности

термофилов  и о повышенном количественном содержании в клетках

термофильных  микроорганизмов некоторых ферментов. По числу спор

актиномицеты  делят на моно- (например, Saccaromonospora, Micromonospora)

олиго- (Actinomadura) и полиспоровые (Streptomyces), выделяя  особо те,

которые образуют спорангии. Спорообразование преимущественно

экзогенное (Thermoactinomyces образует настоящие эндоспоры, однако в

настоящее время  этот род на основании хемотаксономических  и

генетических  признаков, несмотря на выраженную мицелиальную стадию

склонны относить к бациллам), реже псевдоэндогенное (Planomonospora,

Dactylosporangium).

     У Streptomyces и спорулирующих Actinomyces споры образуются в два этапа:

Апикальный  участок воздушной гифы отделяется септой, нуклеоид вытягивается. Почти одновременно клетка делится септами на участки, нуклеоид делится в тех же местах, клеточная стенка становится в 2 раза толще, споры округляются и их стенка становится в 7 раз толще стенки гифы. У олигоспоровых септы закладываются базипитально. У монспоровых могут образовываться по механизму почкования. Прорастание происходит в

следующие стадии:

-Инактивная спора гидрофобна, термоустойчива, не проявляет дыхательной

активности

-Смачивающаяся активированная спора проявляет активность ферментов,

начинается  дыхание

-Спора набухает, начинается синтез РНК

-Выход 1-3 (реже 4) ростовых трубок, начинается синтез ДНК. Эта стадия

необратима, остальные три – обратимы.