Budowa komórki bakteryjnej

Każda komórka bakteryjna zawiera:, błonę cytoplazmatyczną, cytoplazmę rybosomy, nukleoid –
ekwiwalent jądra. Ścianę komórkowązawierają bakterie poza rodzajem Mycoplasma, Chlamydia,
formy L bakterii, sferoplasty, protoplasty

Może również posiadać: ścianę komórkową, otoczkę, fimbrie, pile, przetrwalniki.

Ściana komórkowa bakterii jest elastyczną strukturą nadającą komórce określony kształt. Stanowi barierę
ochronną przed czynnikami zewnętrznymi, jest przepuszczalna dla substancji niskocząsteczkowych i soli
mineralnych. Szkielet ściany komórkowej bakterii składa się z polimeru – peptydoglikanu, zwanego mureiną.

Ściana komórkowa bakterii Gram-dodatnich mureiny. W strukturze peptydoglikanu występują kwasy
tejchojowe i lipotejchoj

owe, które wystając nad powierzchnię warstwy mureiny tworzą cienką powłokę

polisacharydową. Komórkę Gram-dodatnią po usunięciu ściany komórkowej nazywamy protoplastem.

ściana komórkowa bakterii Gram-ujemnych z mureiny, Otoczona jest zewnętrzną błoną złożoną z
lipopolisacharydów, fosfolipidów, lipoproteidów i białek. Komórki bakterii Gram-ujemnych o usuniętej ścianie
komórkowej nazywamy sferoplastami.

Otoczka

– zazwyczaj zbudowana z substancji o charakterze śluzowym. Chroni bakterie przed wysychaniem i

fagocytozą, umożliwia adhezję oraz zwiększa jej chorobotwórczość.

Pod względem chemicznym otoczki u większości gatunków zbudowane są z wielocukrów, u niektórych z
polipeptydów. W obydwu przypadkach związki te mają właściwości antygenowe.

Błona cytoplazmatyczna – jest położona pomiędzy ścianą komórkową a cytoplazmą. Zbudowana jest z
białka i fosfolipidów. Błona pełni funkcję transportową przepuszczając substancje odżywcze do wnętrza
komórki i wydalając zbędne metabolity. Transport ten może się odbywać na drodze pasywnej, zgodnie z
gradientem stężeń lub aktywnej wbrew gradientowi stężeń z wykorzystaniem energii oraz enzymów –

permeaz.

Cytoplazma

– wypełnienie komórki, w którym zawieszone są organelle wewnątrzkomórkowe. Składa się w

80% z wody i substancji or

ganicznych. Stanowi środowisko reakcji enzymatycznych.

Fimbrie (pile)

– to zewnątrzkomórkowe wypustki cytoplazmatyczne, krótsze niż rzęski. Zbudowane głównie z

niekurczliwego białka. Wyróżnia się dwa typy fimbrii – zwykłe, umożliwiające adhezję komórki i płciowe
biorące udział w procesie koniugacji. Występują głównie u bakterii Gram-ujemnych.

Rybosomy

– organelle zawieszone w cytoplazmie, biorące udział w syntezie białek. W komórkach

prokariotycznych występują rybosomy 70S składające się z dwóch podjednostek 30S i 50S. Zbudowane są
głównie z RNA. W cytoplazmie mogą tworzyć skupiska zwane polisomami.

Nukleoid

– to materiał genetyczny (genom) w postaci DNA, w którym znajduje się informacja genetyczna

odnośnie podstawowych funkcji życiowych komórki bakterii.

Przetrwalniki

–Przetrwalniki są to formy przetrwalne bakterii, które tworzą się w niekorzystnych warunkach

środowiska w procesie sporulacji.

Kształty komórek bakteryjnych

• kulistą (ziarniak – coccus); • cylindryczną (pałeczka – bacterium, laseczka bacillus); • spiralnie skręconą
(przecinkowiec

– vibrio, śrubowiec – spirillum).

Kształty komórek bakteryjnych

Bakterie rozmnażają się przez podział

Gdy w populacji bakterii występują komórki o różnych kształtach mówimy o zjawisku zwanym
pleomorfizmem.

Barwienie drobnoustrojów

Barwienie

.ma na celu ułatwienie obserwacji cech morfologicznych i diagnostycznych komórek bakterii np.

kształtu, wielkości, ułożenia komórek, zdolności ruchu, występowania i rozmieszczenia rzęsek, obecności

otoczek, a także sposobu rozmnażania przez podział oraz tworzenia i rozmieszczenia form przetrwanych w

komórce.

Barwienie drobnoustrojów

Ze względu na złożoność technik barwienia preparatów dzieli się je na proste i złożone.

Barwienie proste, czyli monochromatyczne (jednobarwne) polega na zastosowaniu jednego barwnika do
wizualizacji komórek mikroorganizmów (barwienie pozytywne) lub zabarwienia tła preparatu (barwienie
negatywne).

Barwienie złożone, czyli polichromatyczne (wielobarwne) polega na zastosowaniu dwóch lub więcej
barwników w ściśle określonej kolejności (barwienie pozytywne lub pozytywno-negatywne).

Barwienie metodą Grama – jest barwieniem różnicującym, które pozwala wyodrębnić dwie zasadniczo
odmienne grupy bakterii charakteryzujące się inną budową strukturalną ściany komórkowej. Wyróżniamy
bakterie Gram-ujemne i Gram-

dodatnie. W wyniku barwienia metodą Grama bakterie Gram-ujemne barwią

się na kolor różowy, a bakterie Gram-dodatnie na kolor fioletowy.

Barwienie przetrwalników
-

Barwienie metodą Wirtza (Schaeffer-Fultona)

-

Barwienie przetrwalników metodą Grama

Barwienie metodą Ziehl-Neelsena

Organizmy kwasooporne wytwarzają ścianę komórkową o dużej zawartości lipidów, wśród których występuje

kwas mykolowy warunkujący cechę kwasooporności.

Barwienie

metodą Neissera

Metoda ta uwidacznia materiał zapasowy komórki

Hodowla bakterii

nazywamy masę drobnoustrojów wyrosłych na podłożu o dowolnej konsystencji.

Hodowla czysta

– wyrosłe w środowisku wzrostowym drobnoustroje są identycznymi osobnikami tj. należą

do jednego szczepu konkretnego gatunku.

Hodowla mieszana -

wyrosłe w środowisku wzrostowym drobnoustroje należące do różnych gatunków

jednego rodzaju bądź różnych rodzajów.

Wymagania pokarmowe

mikroorganizmy autotroficzne-

źródłem energii jest promieniowanie słoneczne (fotoautotrofy) lub energia

utleniania zredukowanych związków nieorganicznych (chemoautotrofy), źródłem węgla natomiast obecny w
atmosferze CO2.

mikroorganizmy heterotroficzne

źródłem energii i węgla są związki organiczne. Pod względem

zapotrzebowania na związki organiczne mikroorganizmy dzieli się na dwie grupy:

prototrofy,

wymagające do wzrostu tylko jednego rodzaju związku węgla,

Auksotrofy

, wymagające przynajmniej dwóch rodzajów związków węgla.

Rodzaje p

ożywek

W mikrobiologii stosuje się różne rodzaje pożywek, w zależności od celu badań. Ze względu na konsystencję
można je podzielić na:

Pożywki płynne

Pożywki stałe

Pożywki półpłynne

Pożywki

Inny podział pożywek uwzględnia wymagania odżywcze drobnoustrojów:

pożywki proste,

pożywki wzbogacone,

pożywki specjalne,

pożywki wybiórcze (selektywne),

pożywki wybiórczo-namnażające,

pożywki wybiórczo-różnicujące.

Pożywki dzieli się też na:

syntetyczne (o ściśle zdefiniowanym składzie ilościowym i jakościowym),

naturalne (o nie znanym dokładnie składzie, na bazie składników pochodzenia naturalnego, np. wyciąg z
tkanek roślinnych lub zwierzęcych, krew, mleko itp.),

półsyntetyczne (pożywka mineralna o znanym składzie, plus składniki pochodzenia naturalnego, o nie
sprecyzowanym dokładnie składzie).

Temperatura

Drobnoustroje wykazują duże zróżnicowanie wymagań termicznych, które muszą być uwzględnione podczas
hodowli.

psychrofilne (zimnolubne), o temperaturze optymalnej ok. 200C (minimum ok. -100C, maksimum ok. 300C),

mezofilne

(średniotemperaturowe), o optimum w 370C (minimum 150C, maksimum 450C),

termofilne

(ciepłolubne), o optimum w 550C (minimum 300C, maksimum 750C).

Odczyn pH

Podobnie jak w przypadku temperatury (i innych czynników środowiska), tu również wyróżnia się dla każdego
drobnoustroju wartość optymalną odczynu, jego minimum i maksimum. Odpowiednie stężenie jonów
wodorowych (którego ujemny logarytm oznacza się jako pH) ma poważny wpływ na rozwój komórek.

Większość bakterii preferuje odczyn obojętny lub lekko zasadowy (pH ok. 7 – 7,5), grzyby natomiast lepiej
rosną w środowisku kwaśnym (pH ok. 5,2 – 5,6).

Zapotrzebowanie na O2

pod względem stosunku do tlenu mikroorganizmy dzieli się na:

Bezwzględne tlenowce (bezwzględne aeroby)-21% O2

Bezwzględne beztlenowce (bezwzględne anaeroby)- mniej niż 1-0,5% O2

Względne beztlenowce (względne anaeroby),

Mikroaerofile.-5-15% O2(mieszanina 5% O2, 10% CO2, 85% N2)

Ciśnienie osmotyczne

Większość drobnoustrojów może rosnąć tylko przy określonym stężeniu soli, w roztworze izotonicznym

(stężenie soli na zewnątrz i wewnątrz komórki są sobie równe). Komórki w roztworze hipotonicznym, gdy

stężenie soli na zewnątrz komórki jest mniejsze i woda ma tendencje do wnikania do wnętrza, mogą ulec

pęknięciu (dzięki ścianie komórkowej udaje im się jednak wytrzymać określony napór wody).

SDrobnoustroje zdolne do wytrzymywania większych stężeń soli (do ok. 15%) określane są mianem
osmotolerancyjnych

(np. gronkowce), natomiast te, które wytrzymują jeszcze wyższe stężenia to tzw.

osmofile lub halofile

(niektóre archeony).

Hodowla

W hodowli mikroorganizmy posiane do pożywki rosną i rozmnażają się do czasu wyczerpania się składników
pokarmowych lub (i) nagromadzenia się toksycznych produktów przemiany materii. W tego typu hodowli
rozwój populacji bakterii przebiega w kilku charakterystycznych fazach, które można zobrazować na wykresie
w postaci tzw. krzywej wzrostu:

faza zastoju,

faza wzrostu logarytmicznego (wykładniczego),

faza stacjonarna,

faza zamierania.

W fazie zastoju

w zaszczepionych komórkach (inokulum) zachodzą procesy adaptacji polegające na

syntezie potrzebnych enzymów, replikacji DNA, syntezie białek i w efekcie komórki zwiększają swoje
rozmiary. Długość tej fazy zależy od podobieństwa warunków hodowli poprzedniej (z której pochodzi
inokulum) do warunków panujących w nowej hodowli. Im jest ono większe, tym faza jest krótsza.

fazie wzrostu logarytmicznego

komórki zaczynają się dzielić. Sygnałem do podziałów jest osiągnięcie przez

komórki odpowiedniej długości. Każda komórka dzieli się na dwie. Po określonym czasie wzrostu powstałe
komórki znowu dzielą się na dwie. Czas między dwoma kolejnymi podziałami, to tzw. czas generacji lub wiek
osobniczy.

W fazie stacjonarnej

obserwuje się spadek przyrostu liczby bakterii, w wyniku zamierania części komórek z

powodu wyczerpywania się składników pokarmowych, tlenu i wytwarzania produktów przemiany materii.
Zamieranie to jest w pewnej równowadze z dzieleniem się innych komórek

W fazie zamierania

wraz z upływem czasu liczba komórek zamierających jest większa i dochodzi do spadku

ogólnej liczby komórek – hodowla się przerzedza i z czasem zamiera.

Charakterystyka wzrostu kolonii bakterii na płytce Petriego

Morfologia kolonii
Kolonia bakteryjna - widoczne makroskop

owo skupisko bakterii wyrosłe z jednej komórki lub jednej

jednostki wzrostowej. Kolonią nazywamy zbiór komórek wyrastających na podłożu stałym na płytce Petriego.

Posiew redukcyjny

Celem posiewu redukcyjnego jest wyizolowanie czystych szczepów drobnoustrojów w postaci pojedynczych
kolonii.

Czysty szczep

to zbiór komórek pochodzących od jednej komórki macierzystej.