Микробиология (от греч. micros - малый, bios – жизнь, logos – учение) – наука о мельчайших, не видимых простым глазом организмах, названных микроорганизмами или микробами.

Микробы представляют собой самостоятельную обширную группу низших, в  большинстве своем одноклеточных организмов, генетически связанных с растительным и животным мирами.

Таким образом, микробиология – это наука, изучающая строение, физиологию, биохимию, генетику и экологию микроорганизмов, их взаимоотношение с окружающей средой и значение в жизни человека, животных и всей биосферы.

Микроорганизмы могут иметь клеточное и неклеточное строение, размеры клеток могут значительно отличаться, в зависимости от вида микроорганизмов. Средние их размеры находятся в пределах 0,15 – 10 мкм. Но среди бактерий имеются гиганты длиной до 125 мкм и более. Длина спирохет может достигать до 500 мкм. Размеры самых малых форм микроорганизмов могут около 10 – 15 нм – это некоторые вирусы.

По химическому составу, принципам протекания обменных процессов, наследственности, изменчивости и эволюции микроорганизмы близки с высшими растениями и животными. Микробная клетка устроена практически так же, как и клетки растений и животных. К специфическим признакам микроорганизмов можно отнести:

·        малые размеры;

·        относительная простота строения тела;

·        высокие темпы размножения;

·        массовость популяций;

·        способность к трансформации органических и неорганических веществ;

·        высокая интенсивность метаболических процессов;

·        выраженная изменчивость и высокая приспособляемость к условиям внешней среды.

В настоящее время описано более 3,5 тыс. видов бактерий, но их число постоянно возрастает. Разобраться в этом многообразии можно благодаря систематике.

Систематика – наука о классификации организмов, их эволюционном родстве и взаимоотношениях друг с другом. Систематика основана на научных представлениях о единстве происхождения и развития всех органических форм материи и иерархичности генетических отношений между ними. Систематика включает в себя три самостоятельные составные части: классификацию, идентификацию, номенклатуру.

Классификация – это распределение множества организмов на основе учета их общих признаков на классы, группы (таксоны). Теория классификации, помогающая распределить все составляющие живой природы в определенном порядке, называется таксономией. Термины «систематика» и «таксономия» часто употребляют как синонимы, однако систематика представляет собой более широкое понятие. 

Идентификация – это определение принадлежности изучаемого организма к тому или иному таксону (классу, порядку, семейству, роду, виду и пр.).

Номенклатура – это свод правил присвоения названий таксонам и список этих названий. Номенклатура – это заключительный этап систематики после классификации, выполняет функции «информационного языка» и до некоторой степени независима от классификации.

В микробиологии, как и в биологии, принята бинарная номенклатура. Согласно бинарной номенклатуре название рода пишется латинскими буквами с прописной, название вида – со строчной буквы. Видовое название микроорганизма, как правило, представляет собой производное от существительного, дающего описание какого-либо существенного признака этого микроорганизма (цвет образуемой колонии, место обитания, вызываемый патологический процесс).

Основной номенклатурной единицей служит вид. Вид – это совокупность микроорганизмов, имеющих единое происхождение и генотип, сходных по морфологическим и биологическим свойствам, обладающих наследственно закрепленной способностью вызывать в среде естественного обитания качественно определенные специфические процессы. Вид подразделяют на подвиды или варианты. Различают также группы микроорганизмов, выделяемые внутри видов или вариантов: серовары, фаговары, патовары, биовары, различия между которыми обусловлены отклонением какого-либо одного наследственного признака.

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.

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).

Вид объединяет организмы одной или нескольких разновидно­стей; род — группу родственных видов; семейство — группу родст­венных родов; порядок — группу родственных семейств. В настоящее время используют две системы классификации бактерий: Н. А. Красильникова («Определитель бактерий и актиномицетов», 1949 г.) и Д. X. Берги («Определитель бактерий», 1997 г.

Согласно определителю бактерий Д.Х. Берджи, девятое издание которого вышло в 1997 году, все микроорганизмы делятся на две царства: прокариоты и эукариоты.

Эукариоты – это микроорганизмы, клетка которых сходна по строению с растительными и животными клетками. Эукариоты имеют истинное ядро, отделенное от окружающей цитоплазмы двухслойной ядерной мембраной с порами. В ядре находятся 1…2 ядрышка (центры синтеза рибосомальной РНК) и хромосомы – основные носители наследственной информации, состоящие из ДНК и белка. Цитоплазма эукариот содержит митохондрии, а фотосинтезирующих организмов – и хлоропласты. Цитоплазматическая мембрана, окружающая клетку, переходит внутри цитоплазмы в эндоплазматическую сеть, имеется также мембранная органелла – аппарат Гольджи. К эукариотам отнесены микроскопические водоросли (кроме сине-зеленых), микроскопические грибы (плесени и дрожжи).  

Клетка прокариот устроена проще (прокариоты – доядерные). В клетке прокариот нет четкой границы между ядром и цитоплазмой, отсутствует ядерная мембрана, ДНК не образует структур, похожих на хромосомы эуариот, поэтому у прокариот не происходят процессы митоза и мейоза. У большинства прокариот отсутствуют внутриклеточные органеллы, ограниченные мембранами, а также митохондрии и хлоропласты, рибосомы свободно лежат в цитоплазме. К прокариотическим микроорганизмам относят сине-зеленые водоросли, бактерии, актиномицеты, риккетсии и микоплазмы.

Last modified: Tuesday, 20 March 2018, 2:30 PM