Микроорганизмы, отличающиеся от истинных бактерий

• 1. Цианобактерии (синезеленые водоросли). Клетки имеют сферическую, палочковидную или изогнутую форму. Для них характерны фотопигменты, осуществляющие фотосинтез. Это большая группа бактерий (более 1000 видов), которые широко распространены в почве, водоемах; многие цианобактерии (более 130 видов) способны к фиксации молекулярного азота атмосферы.
• 2. Почкующиеся и (или) стебельковые бактерии. Включают 17 родов, для них характерно участие в превращении соединений железа и марганца в водоемах. К группе относят роды Gallionella, Pedomlcrobium, Caulobacter — это аэробы и микроаэрофиллы, хемо-органотрофы и хемолитотрофы.
• 3. Скользящие бактерии (миксобактерии). Клетки имеют па-лочковидную и веретенообразную формы, образуют большое количество слизи. Клеточная стенка у миксобактерии очень тонкая и эластичная, поэтому они отличаются гибкостью и обладают скользящим движением. В неблагоприятных условиях образуют цисты. Слизистые скопления цист, называемые плодовыми телами, имеют неодинаковую форму и размеры у разных представителей миксобактерии. Это хемоорганотрофы, разлагают белки, полисахариды, целлюлозу и т. п. Миксобактерии распространены в почве, навозе, разлагающихся растительных остатках.
• 4. Спирохеты. Спиралевидные бактерии, клетки которых очень тонкие и длинные: от 3 до 500 мкм в длину и 0,3—1,5 мкм в толщину; имеют много завитков; спор не образуют, служат возбудителями инфекционных болезней человека и животных.

Актиномицеты (Actinomycetes). К актиномицетам (от греч. ак-тис — луч, мицес — гриб) относят микроорганизмы, образующие подобие мицелия, их называют еще лучистые грибки. Актиномицеты занимают промежуточное положение между плесневыми грибами и бактериями, они представляют собой одноклеточные микроорганизмы, по строению сходные с бактериями; встречаются главным образом в почве.

Актиномицеты грамположительны, почти все они аэробы, хорошо растут на простых средах и различаются между собой по росту на поверхности и в глубине агар-агара, образуют воздушный и субстратный мицелий. Воздушный мицелий часто бывает сильно развит. Микроорганизмы данной группы имеют особые воздушные ги-фы (спорофоры), от которых отшнуровываются конидии, служащие для распространения вида. Строение этих спорофоров (прямые, волнистые, спиральные, мутовчатые и т. д.), форма колоний, их цвет и величина, запах позволяют различать многочисленные виды и штаммы.

Проактиномицеты (род Nocardia) образуют надсубстратный мицелий, настоящих спор нет.

Стрептомицеты (род Streptomyces) —воздушный мицелий, часто сильно развит. Наличием стрептомицетов обусловлен запах, который исходит от свежевспаханной почвы. Стрептомицеты служат основными продуцентами антибиотиков, наиболее эффективны из которых стрептомицин, хлоромицетин, ауреомицин и др., используемые для борьбы с бактериальными и вирусными заболеваниями человека, животных и растений. Многие Стрептомицеты потребляют целлюлозу, хитин и другие трудно разлагаемые природные вещества. В почве и илах водоемов широко распространен разлагающий целлюлозу и гумусовые соединения актиномицет Micromonospora, у которого отсутствует воздушный мицелий. Среди актино-мицетов есть возбудители заболеваний человека и животных.

Микоплазмы. Клетки не имеют плотной оболочки и обладают самыми малыми среди бактерий размерами (125—250 нм). Подобно вирусам они проходят через бактериологические фильтры, задерживающие истинные бактерии. Это факультативные анаэробы, хемоорганотрофы; могут быть сапрофитами (сапротррфами), паразитами и возбудителями болезней животных и растений. Микоплазмы — мало исследованные организмы, хотя широко распростра- -йены в почве, сточных водоемах.

Риккетсии. Внутриклеточные паразиты; на искусственных питательных средах они не растут; вызывают заболевания человека и животных (сыпной тиф, Ку-лихорадка). Это мелкие диаметром 0,1 мкм и длиной 1—1,5 мкм, неподвижные бактериоподобные организмы, видимые в световой микроскоп при увеличевии в 1000 Раз. Распространены они в тканях блох, вшей, клопов, слюнных железах членистоногих, откуда и попадают в организм человека.

Вирусы. Особая группа микроорганизмов значительно меньших размеров, чем все остальные, и более простого строения. Они не имеют клеточной структуры, не видны в обычные световые микроскопы и имеют разнообразную форму. Электронная микроскопия показывает, что вирусы бывают округлыми, палочковидными, спиралевидными, но чаще в виде многогранников. По химическому. составу вирусы неоднородны. Одни из них состоят только из белка и одной из нуклеиновых кислот—ДНК или РНК; другие содержат еще липоиды, полисахариды. Нуклеиновая кислота в виде спирали располагается внутри вируса.

Снаружи она закрыта белковой оболочкой — капсидом, состоящим из отдельных белковых субъединиц капсомер (рис. 45). На искусственных питательных средах вирусы, как правило, не растут, выращивают их на культурах тканей. При большом скоплении вирусов в пораженной клетке образуются кристаллы разнообразной формы.

Каждый вирус имеет определенного хозяина — растение, животное или микроорганизм. Вирусы микроорганизмов называют фагамии, они имеют соответственное название: бактериофаги — поражающие бактерий; актинофаги — актиномицеты; микофаги — вирусы грибов; цианофаги — паразитов синезеленых водорослей или цианобактерий.

При проникновении вирусов в микроорганизмы наблюдается растворение (лизис) последних. Впервые лизис бактерий наблюдал Н. Ф. Гамалея в 1898 г., в 1917 г. Д. Эррель также обнаружил подобное явление. Невидимый ультрамикроскопический паразит бактерий был подробно исследован и назван бактериофагом (пожирателем бактерий).

Сейчас подробно изучен механизм проникновения бактериофага в бактерию: фаг адсорбируется клеткой бактерии, далее содержимое головки фага (ДНК) переходит в бактерию, а оболочка фага остается вне ее.

Метаболизм бактериальной клетки перестраивается под влиянием ДНК фага. Синтезируются уже не бактериальные ДНК и белок, а фаговые, что и приводит к образованию в клетке новых фагов. Оболочка клетки лизируется, и фаги освобождаются. Одна клетка бактерии может служить источником нескольких сотен и даже тысяч бактериофагов. Специфичность отношений хозяина и фага определяется специфичностью адсорбции, которая зависит от рецепторов, имеющихся в клеточной стенке. Рецепторы для одних фагов находятся в липопротеиновом слое, для других — в липопо-лисахардином. При избытке бактериофага на одной клетке может адсорбироваться 200—300 фаговых частиц.

Явление бактериофагии иногда наблюдается на производствах, использующих микроорганизмы; при этом технологический процесс резко нарушается, что приносит вред качеству продукции.

Фаги широко распространены в природе, обладают специфичностью, т. е. поражают определенный вид или группу близких видов микроорганизмов.

Некоторые фаги применяют в медицине для профилактики или лечения заболеваний; используют как модель в молекулярной биологии, биохимии, генетике и других науках.