A mikroorganizmusok (mikrobák) egysejtűek, amelyek mérete nem haladja meg a 0,1 mm-t. Ennek a nagy csoportnak a képviselői eltérő sejtszerveződéssel, morfológiai jellemzőkkel és anyagcsere-képességekkel rendelkezhetnek, vagyis a fő jellemző, amely egyesíti őket, a méret. Maga a „mikroorganizmus” kifejezés nem rendelkezik taxonómiai jelentéssel. A mikrobák a taxonómiai egységek széles skálájához tartoznak, és ezen egységek más képviselői többsejtűek lehetnek, és nagy méretűek lehetnek.
A mikroorganizmusok osztályozásának általános megközelítései
A mikrobákkal kapcsolatos tényanyag fokozatos felhalmozódása következtében szükségessé vált azok leírására és rendszerezésére vonatkozó szabályok bevezetése.
A mikroorganizmusok osztályozását a következő taxonok jelenléte jellemzi: tartomány, törzs, osztály, rend, család, nemzetség, faj. A mikrobiológiában a tudósok a tárgyjellemzők binomiális rendszerét használják, vagyis a nómenklatúra tartalmazza a nemzetség és a faj nevét.
A legtöbb mikroorganizmushozrendkívül primitív és univerzális szerkezet a jellemző, ezért taxonokra bontásuk nem csak morfológiai jellemzők szerint valósítható meg. Kritériumként funkcionális jellemzőket, molekuláris biológiai adatokat, biokémiai folyamatok mintázatait stb. használják.
Azonosítási jellemzők
Egy ismeretlen mikroorganizmus azonosítása érdekében kutatásokat végeznek a következő tulajdonságok tanulmányozására:
- Sejtcitológia (elsősorban pro- vagy eukarióta szervezetekhez tartozik).
- A sejtek és telepek morfológiája (meghatározott körülmények között).
- Kulturális jellemzők (növekedési jellemzők különböző médiumokon).
- Az élettani tulajdonságok komplexuma, amelyen a mikroorganizmusok légzéstípus szerinti osztályozása (aerob, anaerob) alapul
- Biokémiai jelek (bizonyos anyagcsereutak jelenléte vagy hiánya).
- Molekuláris biológiai tulajdonságok összessége, beleértve a nukleotidszekvencia figyelembevételét, a nukleinsavak hibridizációjának lehetőségét a törzstípusok anyagával.
- Kemotaxonómiai mutatók, amelyek figyelembe veszik a különféle vegyületek és szerkezetek kémiai összetételét.
- Szerológiai jellemzők ("antigén - antitest" reakciók; különösen a patogén mikroorganizmusok esetében).
- Az adott fágokra való érzékenység jelenléte és természete.
A prokariótákhoz kapcsolódó mikroorganizmusok rendszerezése és osztályozása a "Burgey's Guide to the Systematics of Bakteriák" című dokumentum segítségével történik. Az azonosítás a segítségével történikBurgey meghatározója.
A mikrobák osztályozásának különböző módjai
Egy szervezet taxonómiai hovatartozásának meghatározásához a mikroorganizmusok osztályozására többféle módszert alkalmaznak.
A formális numerikus osztályozással minden jellemző egyformán jelentősnek számít. Ez azt jelenti, hogy a rendszer figyelembe veszi egy adott jellemző meglétét vagy hiányát.
A morfofiziológiai osztályozás magában foglalja az anyagcsere-folyamatok áramlásának morfológiai tulajdonságainak és jellemzőinek összességének tanulmányozását. Ebben az esetben egy tárgy egy adott tulajdonságának jelentésével és jelentőséggel van felruházva. A mikroorganizmusok egy adott taxonómiai csoportba való besorolása és a név hozzárendelése elsősorban a sejtszerveződés típusától, a sejt- és telepmorfológiától, valamint a növekedési mintáktól függ.
A funkcionális jellemzők figyelembevétele lehetővé teszi a különböző tápanyagok mikroorganizmusok általi felhasználását. Szintén fontos a környezet bizonyos fizikai és kémiai tényezőitől való függés, és különösen az energiaszerzés módjai. Vannak mikrobák, amelyek azonosításához kemotaxonómiai vizsgálatokra van szükség. A kórokozó mikroorganizmusok szerodiagnosztikát igényelnek. A minősítő a fenti tesztek eredményeinek értelmezésére szolgál.
A molekuláris genetikai osztályozás során a legfontosabb biopolimerek molekuláinak szerkezetét elemzik.
Eljárás a mikroorganizmusok azonosítására
Ma egy adott mikroszkopikus szervezet azonosítása azzal kezdődiktiszta tenyészetének izolálása és a 16S rRNS nukleotidszekvenciájának elemzése. Így meghatározzák a mikroba helyét a filogenetikai fán, és az ezt követő nemzetség- és faj szerinti specifikációt hagyományos mikrobiológiai módszerekkel végezzük. A 90%-os koincidenciaérték lehetővé teszi a nemzetség, 97%-os pedig a faj meghatározását.
A mikroorganizmusok nemzetségenkénti és fajonkénti még egyértelműbb megkülönböztetése lehetséges polifiletikus (többfázisú) taxonómia segítségével, amikor a nukleotidszekvenciák meghatározását különböző szintű információk felhasználásával kombinálják, egészen az ökológiaiig. Vagyis először meg kell keresni a hasonló törzsek csoportjait, majd meghatározni e csoportok filogenetikai helyzetét, rögzíteni a csoportok és a legközelebbi szomszédok közötti különbségeket, és adatokat gyűjteni a csoportok megkülönböztetésére.
Az eukarióta mikroorganizmusok fő csoportjai: algák
Ez a tartomány három olyan csoportot foglal magában, ahol mikroszkopikus élőlények találhatók. Algákról, protozoonokról és gombákról beszélünk.
Az algák egysejtű, koloniális vagy többsejtű fototrófok, amelyek oxigénes fotoszintézist hajtanak végre. Az ebbe a csoportba tartozó mikroorganizmusok molekuláris genetikai osztályozásának kidolgozása még nem fejeződött be. Ezért jelenleg a gyakorlatban az algák osztályozását alkalmazzák a pigmentek és tartalék anyagok összetétele, a sejtfal szerkezete, a mobilitás megléte és a szaporodás módja alapján.
E csoport tipikus képviselőia dinoflagellatákhoz, kovaalgákhoz, euglenoidokhoz és zöld algákhoz tartozó egysejtű szervezetek. Minden algára jellemző a klorofill és a karotinoidok különféle formáinak képződése, de a csoport képviselőinél a klorofillok és fikobilinek más formáinak szintézisére való képesség különböző módokon nyilvánul meg.
E vagy ezeknek a pigmenteknek a kombinációja határozza meg a sejtek különböző színű festődését. Lehetnek zöld, barna, piros, arany színűek. A sejtpigmentáció egy fajra jellemző.
A kovaalgák egysejtű plankton formák, amelyekben a sejtfal úgy néz ki, mint egy szilícium kéthéjú héj. Egyes képviselők a csúszás típusa szerint képesek mozogni. A szaporodás ivartalan és szexuális is.
Az egysejtű euglena algák élőhelyei édesvízi tározók. A flagella segítségével mozognak. Nincs sejtfal. Képes sötétben növekedni a szerves anyagok oxidációs folyamata miatt.
A dinóflagellátok sejtfala különleges szerkezetű, cellulózból áll. Ezeknek a plankton egysejtű algáknak két oldalsó flagellája van.
A zöldalgák mikroszkopikus képviselői számára az élőhelyek az édes- és tengeri víztestek, a talaj és a különböző szárazföldi objektumok felszíne. Vannak nem mozgékony fajok, és néhányuk képes a flagellák segítségével mozogni. Csakúgy, mint a dinoflagellaták, a zöld mikroalgák cellulóz sejtfallal rendelkeznek. Jellemző a keményítő sejtekben való tárolása. A szaporodás ivartalan és szexuális ismódon.
Eukarióta organizmusok: protozoák
A protozoonokhoz tartozó mikroorganizmusok osztályozásának alapelvei olyan morfológiai jellemzőken alapulnak, amelyek e csoport képviselői között nagyon eltérőek.
A mindenütt jelen lévő elterjedés, a szaprotróf vagy parazita életmód fenntartása nagymértékben meghatározza sokszínűségüket. A táplálékban szabadon élő protozoák a baktériumok, algák, élesztőgombák, más protozoonok és még a kis ízeltlábúak is, valamint növények, állatok és mikroorganizmusok elhullott maradványai. A legtöbb képviselőnek nincs sejtfala.
Helyes életet élhetnek, vagy mozoghatnak különféle eszközök segítségével: flagella, csilló és proleg. A protozoonok taxonómiai csoportján belül számos további csoport található.
A legegyszerűbbek képviselői
Az amőbák endocitózissal táplálkoznak, pszeudopodák segítségével mozognak, a szaporodás lényege a sejt primitív kettéosztásában rejlik. A legtöbb amőba szabadon élő vízi forma, de vannak olyanok, amelyek emberekben és állatokban is megbetegedést okoznak.
Az infusoria sejteknek két különböző magjuk van, az ivartalan szaporodás keresztirányú osztódásból áll. Vannak olyan képviselők, amelyekre az ivaros szaporodás jellemző. A mozgásban a csillók összehangolt rendszere vesz részt. Az endocitózist úgy hajtják végre, hogy a táplálékot egy speciális szájüregben rögzítik, és a maradványok a szájüregben ürülnek ki.lyuk a hátsó végén. A természetben a csillósok szerves anyagokkal szennyezett víztestekben, valamint a kérődzők bendőjében élnek.
A flagellákat a flagellák jelenléte jellemzi. Az oldott tápanyagok felszívódását a CPM teljes felülete végzi. Az osztódás csak hosszanti irányban történik. A flagellátok között vannak szabadon élő és szimbiotikus fajok is. Az emberek és állatok fő szimbiontái a trypanoszómák (alvásbetegséget okoznak), a leishmania (nehezen gyógyuló fekélyeket okoz), a giardia (bélrendszeri rendellenességekhez vezet).
A sporozoák életciklusa a legösszetettebb az összes protozoon közül. A sporozoák leghíresebb képviselője a maláriás plazmódium.
Eukarióta mikroorganizmusok: gombák
A mikroorganizmusok táplálkozási típus szerinti osztályozása e csoport képviselőit a heterotrófokra utal. A legtöbbre a micélium képződése jellemző. A légzés általában aerob. De vannak fakultatív anaerobok is, amelyek át tudnak váltani alkoholos erjesztésre. A szaporodási módszerek vegetatívak, ivartalanok és szexuálisak. Ez a tulajdonság a gombák további osztályozásának kritériuma.
Ha e csoport képviselőinek jelentőségéről beszélünk, akkor itt a legérdekesebb az élesztőgombák kombinált, nem taxonómiai csoportja. Ide tartoznak azok a gombák, amelyeknek nincs micéliumnövekedési szakasza. Az élesztőgombák között sok fakultatív anaerob található. Vannak azonban kórokozó fajok is.
A prokarióta mikroorganizmusok fő csoportjai:archaea
A prokarióta mikroorganizmusok morfológiája és osztályozása két tartományba egyesíti őket: baktériumokba és archaeákba, amelyek képviselői között sok jelentős különbség van. Az archaeáknak nincs baktériumokra jellemző peptidoglikán (murein) sejtfala. Jellemzőjük egy másik heteropoliszacharid – a pszeudomurein – jelenléte, amely nem tartalmaz N-acetil-muraminsavat.
Archaea három törzsre oszlik.
A baktériumok szerkezetének jellemzői
A mikrobákat ebben a tartományban egyesítő mikroorganizmusok osztályozásának elvei a sejtmembrán szerkezeti jellemzőin, és különösen a peptidoglikán tartalmán alapulnak. Jelenleg 23 törzs található a tartományban.
A baktériumok fontos láncszemei a természetben lévő anyagok körforgásában. Jelentőségük lényege ebben a globális folyamatban a növényi és állati maradványok lebontása, a szervesanyaggal szennyezett víztestek tisztítása, a szervetlen vegyületek módosulása. Nélkülük lehetetlen lenne az élet létezése a Földön. Ezek a mikroorganizmusok mindenhol élnek, élőhelyük lehet talaj, víz, levegő, emberi test, állatok és növények.
A sejtek alakja, a mozgást elősegítő eszközök jelenléte, a sejtek egymás közötti artikulációja szerint ez a tartomány a mikroorganizmusok későbbi osztályozásán belül történik. A mikrobiológia a következő típusú baktériumokat veszi figyelembe a sejtek alakja alapján: kerek, rúd alakú, fonalas, tekercses, spirális. A mozgás típusától függően a baktériumok lehetnek mozdulatlanok, lobogósak, vagy a kiválasztás miatt mozoghatnak.nyálka. A sejtek egymás közötti artikulációja alapján a baktériumok izolálhatók, párok, szemcsék formájában kapcsolódnak egymáshoz, és elágazó formákat is találhatunk.
Patogén mikroorganizmusok: osztályozás
A pálcika alakú baktériumok között sok a patogén mikroorganizmus (diftéria, tuberkulózis, tífusz, lépfene kórokozói); protozoák (malária plazmódium, toxoplazma, leishmania, giardia, trichomonas, néhány kórokozó amőba), aktinomyceták, mikobaktériumok (tuberkulózis, lepra kórokozói), penészgombák és élesztőszerű gombák (mikózisok, candidiasis kórokozói). A gombák mindenféle bőrelváltozást okozhatnak, például különböző típusú zuzmókat (a herpes zoster kivételével, amelyben a vírus érintett). Egyes élesztőgombák, amelyek a bőr állandó lakói, normál immunrendszeri körülmények között nem fejtenek ki káros hatást. Ha azonban az immunrendszer aktivitása lecsökken, akkor seborrhoeás dermatitisz megjelenését idézik elő.
Patogenitási csoportok
A mikroorganizmusok epidemiológiai veszélye a kritériuma annak, hogy minden kórokozó mikrobát négy csoportba soroljunk, amelyek négy kockázati kategóriának felelnek meg. Így a mikroorganizmusok patogenitási csoportjai, amelyek osztályozását az alábbiakban közöljük, a mikrobiológusok számára a legnagyobb érdeklődésre tartanak számot, mivel ezek közvetlenül befolyásolják a lakosság életét és egészségét.
A legbiztonságosabb, 4. patogenitási csoportba azok a mikrobák tartoznak, amelyek nem jelentenek veszélyt az egyén egészségére (vagy ennek a veszélye elhanyagolható)kicsi). Vagyis a fertőzés kockázata nagyon kicsi.
3. csoportot az egyén mérsékelt fertőzési kockázata, a társadalom egészét tekintve alacsony kockázat jellemzi. Az ilyen kórokozók elméletileg betegségeket okozhatnak, és még ha igen is, léteznek bizonyítottan hatékony kezelések, valamint egy sor megelőző intézkedés, amely megakadályozhatja a fertőzés terjedését.
A 2. patogenitási csoportba azok a mikroorganizmusok tartoznak, amelyek nagy kockázatot jelentenek az egyénre nézve, de alacsonyak a társadalom egészére nézve. Ebben az esetben a kórokozó súlyos betegséget okozhat az emberben, de nem terjed át egyik fertőzöttről a másikra. Hatékony kezelési és megelőzési módszerek állnak rendelkezésre.
Az 1. patogenitási csoportot az egyénre és a társadalom egészére nézve egyaránt magas kockázat jellemzi. Az emberben vagy állatban súlyos megbetegedést okozó kórokozó többféle módon is könnyen átvihető. Hatékony kezelések és megelőző intézkedések általában nem állnak rendelkezésre.
Azok a kórokozó mikroorganizmusok, amelyek besorolása meghatározza az egyik vagy másik patogenitási csoportba való tartozását, csak akkor okoznak nagy közegészségügyi károkat, ha az 1. vagy 2. csoportba tartoznak.
