Класифікація бактерій філогенетична та класифікація по берджі

Бактерії відносяться до прокаріотів – одноклітинних організмів, що не мають ядра. Їх поділяють на два надцарства: Bacteria та Archaebacteria. Серед останніх немає збудників інфекційних хвороб. На сьогоднішній день класифікація бактерій базується на засадах генетичного зв'язку.

Надцарство Bacteria утворюють такі організми:

тонкостінні (грамнегативні);
товстостінні (грампозитивні);
без стінок клітини (мікоплазми).

Усередині надцарства мікроорганізми класифікуються на шість таксономічних груп:

Головна група - це вид. Він представлений як сукупність особин з однаковим генезисом і генотипом, пов'язаних схожими ознаками та відмінних від інших видів.

Найменування виду визначається бінарною номенклатурою (тобто назва сформована із двох слів). Збудник сифілісу, наприклад, позначається як Treponema pallidum. Перша частина назви позначає рід, вказується з великої літери. Друга вказує на вигляд, прописується з маленької літери. Якщо вид згадується вдруге, найменування роду позначається початковою літерою (T. padillum).

Класифікація бактерій

Найпоширенішим вважається фенотипове угруповання, включене до дев'ятого видання Визначника Берджі. Її принципи базуються на структурі стінок клітини.

Визначник Берджі також класифікує бактерії забарвлення за Грамом. Методика Грама – це метод дослідження, у якому фарбування дозволяє диференціювати організми за біохімічними властивостями стінок їх клітини. Метод розробив 1884 року датський лікар Грам.

Грамнегативні.
Грампозитивні.
Мікоплазми.
Археї.

Увизначник Берджі описи представлені за групами, що включають сімейства, пологи та види. Іноді до групи включаються класи та порядки. Визначник Берджі виділяє 30 груп, що включають патогенні організми, решта 5 груп Берджі не містять патогенних видів.

Останніми роками популярність набуває філогенетичної класифікації, яка будується на принципах молекулярної біології. У 60-ті роки минулого століття було відкрито один із перших способів визначення родинних зв'язків за схожістю геному – методика зіставлення концентрації гуаніну (елемента нуклеїнової кислоти) та цитозину (що становить ДНК) у макромолекулі ДНК. Ідентичні показники їхньої концентрації не свідчать про еволюційну схожість мікроорганізмів, але різниця в 10% вказує на те, що бактерії відносяться до різних родів.

У 70-ті роки розробили ще одну методику, яка докорінно змінила теорію мікробіології – оцінка послідовності генів у 16s рРНК. За допомогою цього методу стало можливим виділення кількох філогенетичних угруповань мікроорганізмів та аналіз їхнього взаємозв'язку.

Класифікація лише на рівні виду здійснюється з допомогою методики ДНК-ДНК гібридизації. Вивчення досконало досліджених видів показує, що 70% ступеня гібридизації описують один вид, від 10% до 60% один рід, менше 10% різні пологи.

Форми бактерій

Бактерії можна класифікувати, орієнтуючись з їхньої морфологію. Одна з головних морфологічних ознак – форма.

Виділяють кілька різновидів:

Куляста (коки, диплококи, сарцини, стрептококи, стафілококи).
Паличкоподібна (бацили, диплобацили, стрептобацили, коккобактерії).
Витіювата (вібріони, спірили).
Спіралеподібна (спірохети – тонкі, подовжені,звивисті мікроорганізми з безліччю завитків).
Нитчаста.

На малюнку зображені їх форми:

1 – мікрококи;

2 – стрептококи;

3 – сарцини;

4 – безспорові палички;

5 – спорові палички (бацили);

6 – вібріони;

7 – спірохети;

8 – джгутикові спірили;

9 – стафілококи.

Кулясті бактерії мають сферичну форму, також бувають овальні та бобоподібні організми.

Окремо – мікрококи.
У парі – диплококи.
У ланцюгах – стрептококи.
У формі виноградної лози – стафілококи.
У «пакетах» – сарцини.

Найчастіше зустрічаються паличкоподібні бактерії. Палички збираються поодинці, у парах (диплобактерії) чи ланцюгах (стрептобактерії). Ряд паличкоподібних організмів може за важких умов формувати суперечки. Бацили є споровими паличками. Бацили, схожі на веретено, називаються клостридіями.

Розвиті мікроорганізми мають форму коми (вібріони), тонкої звивистої палички (спірохети), також можуть мати кілька завитків (спірили).

У архебактерій немає пептидоглікану (компонента, що виконує механічну функцію) у стінках клітини. Вони мають специфічні рибосоми і рибосомні РНК (рибонуклеїнова кислота).

Морфологія тонкостінних грамнегативних організмів:

Куляста форма (гонококи, менінгококи, вейлонели).
Витіювата (спірохети, спірили).
Паличкоподібна (рикетсії).

Серед товстостінних грампозитивних мікроорганізмів виділяють:

Кулясті (стафілококи, пневмококи, стрептококи).
Паличкоподібні.
Розгалужені, ниткоподібні організми (актиноміцети).
Булавоподібні організми (коринебактерії).
Мікобактерії.
Біфідобактерії.

Розташування та кількість джгутиків

Морфологія включає такий параметр, як місце розташування та кількість джгутиків. За цим параметром розрізняють:

Монотрихи (єдиний джгутик на полюсі їхньої клітини).
Лофотріхи (зв'язування джгутиків на полюсі їхньої клітини).
Амфітріхи (два пучки джгутиків на їх полюсах).
Перитрихи (велика кількість джгутиків по всій бактерії).

Наявність джгутиків властиво кишковим мікробам, холерному вібріону, спірилі, лугоутворювачам.

Забарвлення стін клітини

Всі інші бактерії, що мають в оболонці від 5 до 20% пептидоглікану, набувають рожевого забарвлення. До них відносяться грамнегативні бактерії. Ступінь товщини пептидоглікану у грампозитивних організмів у кілька разів вищий, ніж у грамнегативних.

Стінки клітин грампозитивних організмів також включають полісахариди, тейхоєві кислоти та білки. Грамнегативні бактерії покриває зовнішня мембрана, що складається з ліпополісахаридів та базальних білків.

Класифікація за видом дихання

По виду дихання розрізняють:

Клітини бактерій здатні до дихання, тобто в них відбувається окислення органічних сполук киснем, внаслідок чого утворюється вуглекислий газ, вода та енергія. Ці організми вважаються аеробними, оскільки їм потрібний кисень. Вони мешкають на поверхні води та землі, у повітряному просторі.

Багато мікроорганізмів існують без кисню, тобто обходяться без дихання. До них відносяться бактерії, що беруть участь у процесі розкладання речовин під час перегною. Такі організми є анаеробними. Дихання замінює бродіння - розкладання органічних сполук без кисню звиробленням енергії. У процесі бродіння спирту утворюється енергія 114 кДж (або 27 кілокалорій), в результаті молочнокислого енергія становить 94 кДж (або 18 кілокалорій). Дихання бактерій здійснюється в їх лізосомах.

Спосіб харчування

Перші мешкають у повітрі та використовують неорганічні речовини для продукування органічних. Автотрофи застосовують сонячну енергію (ціанобактерії) чи енергію неорганічних сполук (серобактерії, залізобактерії).

Гетеротрофи мешкають у безкисневому середовищі. Ця група поділяється на сапрофіти та паразити. Перші одержують поживні речовини з відмерлих матерій, другі харчуються за рахунок живих організмів.

Класифікація з ферментів

Ферменти відіграють у обмінних процесах клітини. Вони поділяються на шість груп:

Ферби, що виробляються, розташовуються всередині клітини (ендоферменти) або виводяться назовні (екзоферменти). Другий тип ферментів бере участь у вступі до клітини вуглецю та енергії. Більшість ферментів із групи гідролаз зараховуються до екзоферментів. Ряд ферментів (колагеназу і т. д.) відноситься до ферментів агресії. Окремі ферменти розташовані у стінках клітини. Вони виконують транспортну функцію, тобто переносять у клітину речовини.

Бактерії - це без'ядерні одноклітинні мікроорганізми, які класифікуються за безліччю параметрів (способи дихання та живлення, будова стінки клітини, форма тощо). На сьогоднішній день науці відомо більше 10000 видів бактерій, але, ймовірно, їх кількість досягає мільйона.