Основные принципы систематики и классификации микроорганизмов

Кубанский государственный аграрный университет ______________________________________________________

Факультет ветеринарной медицины

Кафедра микробиологии, эпизоотологии и вирусологии

Контрольная работа по микробиологии

Студентка:

2 курса,        группы,                                                                            факультета ветеринарной     

медицины, заочной формы                                                                                  

обучения.                                                                                   

Краснодар, 2011

СОДЕРЖАНИЕ

Вариант 10

1.                  Основные принципы систематики и классификации

микроорганизмов. Современное представление о виде бактерий, разновидности, штамме, клоне.

2.                  Антигенное строение и серологическая идентификация возбудителей     сальмонеллеза.

3.                  Характеристика лечебных и диагностических гипериммунных сывороток. Принцип изготовления и контроль.

4.                  Ознакомьтесь и опишите работу ветеринарной лаборатории,

обслуживающей ваш участок. Примите участие в лабораторной

диагностике инфекционного заболевания. Опишите подробно

порядок этого исследования и его результаты.

1.Основные принципы систематики и классификации микроорганизмов. Современное представление о виде бактерий, разновидности, штамме, клоне.

Основной задачей классификации и систематики микроорганизмов является их распределение на основании сходства определенных признаков (морфологии и структуры клетки, способности окрашиваться анилиновыми красителями, типа дыхания, культуральных особенностей, ферментативной активности, степени сходства ДНК, нуклеотидной последовательности 16 Sp-PHK) по группам, которые называются таксонами, а также установление родственных связей между ними. Присвоение этим группам научных названий и есть номенклатура микроорганизмов.
           Систематика, таксономия, микроорганизмов заключается в распределении (классификации) их по определенным группам (таксонам) с учетом формы, размеров, окраски, подвижности и других физиологических, культуральных, биохимических свойств. До сих пор нет единой естественной классификации микроорганизмов, от­ражающей эволюцию отдельных видов бактерий. Положение многих бактерий в системе еще точно не установлено. Сначала в осно­ву классификации были положены морфологические признаки. Од­нако для научно обоснованной классификации этого недостаточно. Морфологические признаки бактерий немногочисленны и непосто­янны. Варьируют и физиологические свойства микроорганизмов в зависимости от условий развития.

В настоящее время для этой цели используют комплекс призна­ков: фенотипические (морфологические, культуральные, физиоло­гические и другие свойства) и генотипические (физико-химические свойства ДНК). Геносистематика позволяет определять микроорга­низмы не по сходству, а по родству.

Основная таксономическая единица в системах классификации бактерий — вид. В микробиологии применяют термин штамм — по­нятие более узкое, чем вид. Штаммами называют различные культуры одного и того же вида, выделенные из разных мест оби­тания. Для установления вида бактерий используют морфологиче­ские (форма клеток, размеры, спорообразование, подвижность, ок­раска по Граму), культуральные (рис. 44 — характер роста на раз­личных питательных средах: жидких и твердых, образование пиг­мента) и физиологические (отношение бактерий к различным ис­точникам питания: углероду, азоту, сахарам и т. д.).

Как для растений и животных, так и для бактерий применяют биноминальную номенклатуру: родовое и видовое названия. Первое слово обозначает род и пишется на латинском языке с прописной буквы, второе слово обозначает видовое название микроорганизма и пишется со строчной буквы (на русском языке оба слова пишут со строчной). Например, сенная палочка — бациллюс субтилис (Bacillus subtllis); название бактериям дают, учитывая их морфоло­гические и физиологические особенности. В классификации бакте­рий используют следующие таксономические категории: вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство.

Вид объединяет организмы одной или нескольких разновидно­стей; род — группу родственных видов; семейство — группу родст­венных родов; порядок — группу родственных семейств. В СССР используют две системы классификации бактерий: Н. А. Красильникова («Определитель бактерий и актиномицетов», 1949 г.) и Д. X. Берги («Определитель бактерий», 1984 г.). В настоящем учебни­ке приведено описание наиболее важных в практическом отноше­нии групп микроорганизмов, которые относятся к прокариотам или типичным бактериям и групп микроорганизмов, отличающихся от истинных бактерий рядом признаков.

Группа истинных бактерий (эубактерии). Истинные бактерии (эубактерии) представляют собой одноклеточные организмы шаро­видной, палочковидной и извитой форм, размеры которых состав­ляют в длину 5—20, в ширину — 0,5—2 мкм; подвижные бактерии имеют жгутики. В группу входят неспорообразующие и спорообразующие виды, аэробы и анаэробы, сапрофиты и паразиты.

1. Неспорообразующие бактерии. Семейство Pseudomonodaceae,

род Pseudomonas — палочковидные, не образующие спор, подвиж­ные, разлагают органические вещества (белки, жиры, углеводы, гумус).

Семейство Azotobacteriaceae,  роды Azotomonas,  Azotobac-ter— имеют клетки от палочковидной до овальной формы, не обра­зуют спор, подвижные, для них характерна способность фиксиро­вать, или связывать, молекулярный азот атмосферы. Семейство Acetobacteriaceae, роды Acetobacter, Cluconobac-ter — отличаются от вышеописанных организмов тем, что окисляют спирт в уксусную кислоту, широко распространены на цветах: пло­дах, овощах и т. д.

Семейство Nitrobacteriaceae, роды NUrosomonas,  Nitrobac-ter — палочковидные, не образующие спор, подвижные и неподвиж­ные, широко распространены в почвах, водоемах; характерна спо­собность окислять аммиак до нитритов (N0,") и нитратов (NO,).

Семейство Enterobacteriaceae, роды Escherichia, Salmonella — па­лочковидные микроорганизмы, обитающие в кишечнике человека и животных, служат возбудителями кишечных инфекций.

2. Спорообразующие бактерии. Семейство Bacillaceae, роды Bacillus, Clostridium, Desulfotomaculum — палочковидные клетки, подвижные, аэробы и анаэробы. Споры бацилл могут располагаться в различных частях материнской клетки, а споры клостридий чаще бывают шире материнской клетки, что обусловливает образование клостридиальной или плектридиальной форм клеток. Микроорга­низмы данной группы широко распространены в почве, воде и при­нимают активное участие в разложении органических соединений, связывают атмосферный азот и служат возбудителями болезней че­ловека, животных, растений и насекомых.

3. Кокковидные и спиралевидные формы истинных бактерий. Семейство Micrococcaceae, род Micrococcus — бактерии сфериче­ской формы, спор не образуют, аэробы или факультативные анаэ­робы, широко распространены в почве и пресных водоемах.

Семейство Streptococcaceae, роды Streptococcus,  Pedioco-cus — клетки овальной формы, соединенные в цепочки разной дли­ны, факультативные анаэробы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в молоке. Большую роль играют в получе­нии кисломолочных продуктов и силосовании кормов.

Семейство Peptococcaceae,  роды  Peptococcus,  Ruminococ-cus — клетки сферические, неподвижные, спор не образуют, анаэ­робы, широко распространены в почве, на поверхности растений, в желудочно-кишечном тракте животных и человека.

Семейство Spirillaceae, род Spirillum — имеют вид изогнутых па­лочек, неспорообразующие, подвижные, широко распространены в загрязненных реках, озерах. К спиралевидным формам истинных бактерий относят роды Vibrio, Desulfovibrio, представители которых характеризуются изогнутостью клеток в виде запятой; среди них есть болезнетворные для человека и животных формы.

В последние десятилетия для классификации микроорганизмов, помимо их фенотипических характеристик, все более широко и эффективно используются различные генетические методы (изучение генотипа - генотипических свойств). Используются все более совершенные методы- рестрикционный анализ, ДНК- ДНК гибридизация, ПЦР, сиквенс и др. В основе большинства методов лежит принцип определения степени гомологии генетического материала (ДНК, РНК). При этом чаще исходят из условного допущения, что степень гомологии более 60% ( для некоторых групп микроорганизмов- 80%) свидетельствует о принадлежности микроорганизмов к одному виду (различные генотипы — один геновид), 40- 60%- к одному роду.

Идентификация. Основные фено- и генотипические характеристики, используемые для классификации микроорганизмов, используются и для идентификации, т.е. установления их таксономического положения и прежде всего видовой принадлежности- наиболее важного аспекта микробиологической диагностики инфекционных заболеваний. Идентификация осуществляется на основе изучения фено- и генотипических характеристик изучаемого инфекционного агента и сравнения их с характеристиками известных видов. При этой работе часто применяют эталонные штаммы микроорганизмов, стандартные антигены и иммунные сыворотки к известным прототипным микроорганизмам. У патогенных микроорганизмов чаще изучают морфологические, тинкториальные, культуральные, биохимические и антигенные свойства.

Номенклатура - название микроорганизмов в соответствии с международными правилами. Для обозначения видов бактерий используют бинарную латинскую номенклатуру род/вид, состоящую из названия рода (пишется с заглавной буквы) и вида (со строчной буквы). Примеры- Shigella flexneri, Rickettsia sibirica.

В микробиологии часто используется и ряд других терминов для характеристики микроорганизмов.

Штамм - любой конкретный образец (изолят) данного вида. Штаммы одного вида, различающиеся по антигенным характеристикам, называют серотипами (серовариантами - сокращенно сероварами), по чувствительности к специфическим фагам - фаготипами, биохимическим свойствам- хемоварами, по биологическим свойствам - биоварами и т.д.

Колония - видимая изолированная структура при размножении бактерий на плотных питательных средах, может развиваться из одной или нескольких родительских клеток. Если колония развилась из одной родительской клетки, то потомство называется клон.

Культура - вся совокупность микроорганизмов одного вида, выросших на плотной или жидкой питательной среде.

Основной принцип бактериологической работы - выделение и изучение свойств только чистых (однородных, без примеси посторонней микрофлоры) культур.

2. Антигенное строение и серологическая идентификация возбудителей сальмонеллеза.

Описано более 2200 серологических вариантов сальмонелл, из них у человека — более 700. Наиболее часто встречают следующие сальмонеллы: Salmonella typhimurium, Salmonella heidelberg, Salmonella enteritidis, Salmonella anatum, Salmonella derby, Salmonella london, Salmonella panama, Salmonella newport. Ежегодно 20-35% изолятов приходится на Salmonella typhimurium.

Антигенное строение представлено соматическим, или О-антигеном, жгутиковым, или Н-антигеном.

О-Антиген   расположен   на   поверхности   микробной   клетки   и

представляет собой термостабильный  фосфолипидно-полисахарид-ный комплекс, не разрушающийся при кипячении в течение 2 ч.

Н-Антигены обладают как специфическими свойствами, харак­терными для определенного вида и типа (антигены первой фазы), так и неспецифическими (антигены второй фазы). Если сальмо­неллы содержат оба жгутиковых антигена, их называют двухфаз­ными, если один — однофазными.

На основании общности соматических антигенов сальмонеллы объединены в серологические группы, которые обозначены пропис­ными буквами латинского алфавита: А, В, С, D и др. Всего 14 основных серологических групп. В лабораториях используется диагностическая схема Кауфмана — Уайта, построенная на анализе О- и Н-антигенов. В соответствии с особенностями структуры О-антигенов в этой схеме выделены 50 О-групп. Каждая группа объединяет определенное количество сероваров, расположенных в алфавитном порядке по обозначению первой фазы их Н-антигена. При этом первая фаза обозначается строчными буквами латинского алфавита (а, Ь, с, d, e и т. д.), вторая фаза — арабскими цифрами или латинскими буквами (1, 2, 5, 6; е, d и т. д.)

Для определения серовара сальмонелл биофабрики выпускают поливалентные О-сыворотки, О-моносыворотки, а также моноре-цепторные Н-сыворотки. Сыворотки используют в реакции агглю­тинации на стекле.

3. Характеристика лечебных и диагностических гипериммунных сывороток. Принцип изготовления и контроль.

Сыворотка иммунная (serum) — сыворотка крови, полученная от человека или животного, иммунизированного каким-либо антигеном, и содержащая антитела к этому антигену; применяется в качестве лечебного или диагностического средства.

Сыворотка гипериммунная (s. hyperimmune) — сыворотка, содержащая антитела в более высоких титрах, чем обычная иммунная сыворотка, что достигается повторной иммунизацией животного или человека-донора.

Гипериммунные сыворотки содержат специфические антитела против патогенных микроорганизмов и их токсинов. Различают сыворотки моновалентные (против сибирской язвы, рожи свиней и т.д.) и поливалентные (антитоксическая сыворотка против сальмонеллеза и эшерихиоза телят, поросят, ягнят, овец). Чем раньше начато лечение в инкубационный или продромальный период сывороткой, тем больше выражен ее терапевтический эффект. Малоэффективны сыворотки при хронических бактериальных и вирусных инфекциях.

Лечебно-профилактические иммунные сыворотки и иммуногло­булины. Данные биопрепараты применяют для создания пассив­ного иммунитета при профилактике или лечении. Под пассив­ной иммунизацией понимают введение готовых иммуноглобулинов (антител) животному. Пассивный иммунитет возникает через 20...24 ч после инъекции и длится максимум две-три недели. Иммунные сыворотки получают путем многократного введения антигена животным-продуцентам (волам, лошадям и т.д.). Для получения каждого типа иммунных сывороток разработаны регламенты приготовления соответствующего антигена, схемы им­мунизации и методы, с помощью которых контролируют количество антител в сыворотке крови.