3

3.1 MORFOLOGIA BACTERIILOR

Dimensiunile bacteriilor variaz destul de mult ntre specii, chiar dac aceast variaie se cantoneaz n domeniul microscopiei optice i electronice. Dac n medie, dimensiunile oscileaz ntre 0,5-1m x 3-6m, bacteriile mari pot ajunge la 10-20 m lungime, unele sulfobacterii (Beggiatoa alba) - au 50 m,Achromatium oxaliferumare 100 m n lungime, iar unele spirochete pot atinge i 250 m. Cele mai mici procariote cunoscute snt bacteriile din grupa micoplasmelor. Snt cunoscute specii de micoplasme cu diametru celulei de 0,1-0,15 m. Cunoscnd dimensiunile moleculelor se poate de calculat c ntr-o celul cu diametru 0,15 m se pot conine circa 1200 molecule de proteine capabile s execute circa 100 reacii enzimatice. Contitatea tioretic minim de macromolecule necesare supraveuirii unei celule este de 50. Astfel n grupa micoplasmelor se gsesc specii care au dimensiuni aproape de minimil teoretic.

Cele mai mici bacterii se suprapun, ca dimensiune, virusurilor mari, iar cele mai mari depesc mrimea celor mai mici protiste eucariote. Sub acest aspect dimensiunea bacteriilor nu poate fi luat ca un criteriu absolut de discriminare fa de celelalte entiti microscopice, dei ca valori medii bacteriile se situeaz clar ntre virusuri i microorganismele eucariote

Dac ncercm s nalizm reprezentani ai microorganismelor de diferite dimensiuni, observm o dependen a complexitii structurale de dimensiunile celulei. Dimensiunile minime snt mrginite de pachetul de enzime care sint strict necesare existenei independente a individului. Pragul de sus a dimensiunilor microorganismelor este limitat de relaia dintre volumul celulei i suprafaa ei. Odat cu cretere dimensiunilor celulei suprafaa crete n progresie aritmetic (X2) iar voluml n progresie geometric (X3), deacea raportul dintre aceste dou mrimi se deplaseaz considerabil (odata cu creterea celulei) spre volum.

Raportul dintre suprafaa celulei i volum reprezint o caracteristic foarte important n lumea bacteriilor. Datorit dimensiunilor microscopice, acest raport este mult mai mare dect la microorganismele eucariote i metazoare. Raportul foarte mare dintre suprafa i volum are o importan deosebit pentru favorizarea metabolismului celular. Circulaia substanelor ntre mediu i celul se face cu mare rapiditate n cazul microorganismelor, datorit volumului redus al acestora n comparaie cu suprafaa de contact reprezentat de peretele celular. n lipsa unor structuri interne de transport a substanelor, chiar i a curenilor citoplasmatici prezeni la celulele eucariote, dimensiunile bacteriilor nu pot depi o anumit limit maxim, care s permit aprovizionarea cu substane necesare proceselor metabolice normale i eliminarea produilor de metabolism.

n microbiologie cel mai des se folosesc urmtoarele dimensiuni: 1 milimetru (mm) = 103micrometri (m) = 106nanometri (nm) = 107angstrem ()

Forma celulelor procariote se studiaz pe mediile de cultur i mai puin pe probele prelevate din mediile naturale. Deoarece condiiile de cultur se modific n timp, putnd cauza apariia unor forme aberante, observaiile asupra morfologiei celulelor bacteriene se fac numai pe culturi tinere (proaspete).

Marea diversitate a lumii bacteriene poate fi grupat n urmtoarele tipuri morfologice: sferice, cilindrice, spiralate, filamentoase, ptrate i stelate.

1. 1.Bacteriile sferice.n terminologia curent aceste bacterii poart numele de coci. Ele au o form sferic, ovoid, elipsoidal, reniform, uneori neregulat sau parial poliedric. n marea majoritate a cazurilor diametrele sunt aproape egale. Prin diviziuni repetate ale celulelor rezult populaii de bacterii care se individualizeaz dup planurile de

diviziune i modul de asociere n urmtoarele subtipuri morfologice:

a.Cocul simplusauizolat, la care celulele rezultate din diviziune rmn independente. (1)

1. b.Diplococulrezult prin diviziunea celulelor dup un singur plan, celulele fiice grupndu-se cte dou.(2)

2. c.Streptococulla care diviziunea se face de asemeneadup un singur plan, dar celulele rezultate rmn legate, formnd lanuri de lungimi variabile. (4)

3. d.Tetradase formeaz prin diviziunea unei celule dup dou planuri perpendiculare, din care rezult o grupare alctuit din patru celule. Ea mai poart i denumirea de tetracoc. (3)

4. e.Sarcinaapare n urma unor diviziuni repetate n trei planuri perpendiculare ntre ele. Rezult o grupare n form de cuburi sau pachete. (3)

5. f.Stafilococulla care planurile succesive de diviziune sunt supuse n cteva direcii iar organismele rezultate se grupeaz neregulat, sub form de ciorchine. (5)

2. Bacteriile cilindrice.Au form de bastona i sunt cunoscute mai ales sub denumirea de bacili (6). Raportul dintre cele dou axe variaz foarte mult, unele bacterii lund un aspect aproape filamentos iar altele apropiindu-se de forma sferic-oval, fiind numite din acest motiv cocobacili.

Bacilii pot fi drepi sau uor ncurbai la mijloc sau una dintre extremiti, avnd capete tiate drept, rotungit sau ascuit.

Diviziunea bacililor are loc dup un singur plan, trasversal pe axul longitudinal. Dup diviziune celulele pot rmne izolate sau se grupeaz cte dou, formnd diplobacili, sau n lanuri de diferite lungimi, formnd streptobacili.

La unele specii dup diviziune celulele formeaz o structur numit palisad, asemntoare cu scndurile unui gard. Aezarea lor rezult dintr-o micare de basculare a celulei fiice, avnd punct de sprijin peretele transvers format prin diviziune.

3. Bacteriile spiralate sau elicoidale.Exist trei subtipuri morfologice de bacterii spiralate, n funcie de numrul de spire i flexibilitatea peretelui celular.

1. Vibrionul,la care celula este nvrtit ntr-o singur spir, lund aspectul de virgul. n cursul diviziunii celula fiic rezultat este poziionat cu spirala n sens opus fa de celula mam, putnd crea aparena unui spiril dac cele dou celule nu se separ. (8)

2. Spirilii adevrai,care au mai multe spire i un perete celular rigid, ceea ce le confer stabilitate morfologic i dimensional. (7)

3. Spirocheta,alctuit de asemenea din mai multe spire, dar cu perete elastic, ceea ce le asigur o mare flexibilitate, permind contractarea i relaxarea necesare pentru imprimarea unei deplasri active din mediu. (7)

4. Bacteriile filamentoase. (11)Prototipul acestor bacterii l reprezint actinomicetele, microorganisme foarte asemntoare cu fungii sub raport morfologic. Ele formeaz numeroase hife cu tendin de ramificare, ceea ce le confer aspect de miceliu. n aceast categorie se pot include i unele specii de bacterii bacilare.

n ultimul timp n afar de formele clasice au fost puse n eviden diverse forme de bacterii ntlnite mai rar n diverse medii. Unele bacterii au forma de inele (9) inchise sau deschise n dependen de vrst, altele snt vermiforme (11). Procariotele care se nmulesc prin inmugurire au de la 1 la 8 excrescene celulare prosteci (10). Bacterii ptrate, eu fost puse n eviden n probe de ap prelevate din apa hipersalin a unor bli din Peninsula Sinai. Cercetri recente au descoperit existena unor bacterii cu form de stea(12), care se nmulesc prin sciziparitate. Ele au fost ncadrate n genulStella3.2 POZIIA MICROORGANISMELOR N SISTEMATICA LUMII VII

ncepnd de la Aristotel (384-322 .e.n.), care primul a ncercat s sistematizeze organismele cunoscute pe atunci, majoritatea savanilor mpreau organismele vii n 2 regnuri plante i animale. Antony van Leeuwenhoek care a descoperit microorganismele era convins c ele erau animalicule, deatunci i pn n sec.XIX microorganismele deobicei erau considerate animale.

n adoua jumtate a sec. XIX biologul german . Haeckel ajunge la concluzia c microorganismele se deosebesc att de plante ct i de animale, i nu pot fi incluse nici ntr-unul din aceste regnuri. . Haeckel a propus crearea unui regn nou Protista- care ar include toate organismele la care lipsete diferenierea n esuturi i organe (protozoare, alge, ciuperci, bacterii)

n prezent exist mai multe concepii privitor la sistematica lumii vii. Conform unei dintre aceste concepii nu are rost s ncercm clasificarea strict a organismelor vii deoarece orice clasificare este artificial i nu reflect adevratele interaciuni filogenetice dintre organisme. Astfel este logic ca sistema lumii vii s conin ct mai puine regnuri i deci nparte lumea vie n animale i plante. Conform altei concepii mai acceptate microorganismele pot pretinde la un regn aparte numit de Haekel Protista. ns regnul protista (n varianta lui Haekel) sa dovedit a conine organisme foarte diverse, iar termenul microorganisme nu are rol taxonomic.

Acumularea datelor despre microorganisme a permis diviziunea microorganismelor n Protiste inferioare i Protiste superioare. La protistele superioare se refer (algele microscopice cu excepia cianofitelor, protozoarele, ciupercile microscopice). Caracterul esenial pentru mprirea in protiste inferioare i superioare era lipsa (procariote) sau prezena (eucariote) nucleului.

Diferenele dintre procariote i eucariote este att de bine definit nct ia permis lui R. Murray n 1968 s mpart organismele vii n dou supra regnuri Prokaryotae i Eukaryotae. Procariotele se deosebesc de Eucariote prin mai multe caractere indicate n tab 2

Tab 3 Deosebirile dintre celulele eucariote i procariote

Nr.Celula procariotCelula eucariot

1Nu are nucleu difereniat (este prezent nucleoidul-molecul de ADN inelar)

Au unul sau mai multe nuclee

2Lipsete membrana nuclearEste prezent membrana nuclear

3Lipsete nucleolulSunt prezeni unul sau mai muli nucleoli

4Molecula de ADN este dublu circular, necompletat cu proteine histone.Molecula de ADN este dublucatenar, liniar completat cu proteine histone.

5Nu este caracteristic discontinuitatea genelor (lipsesc intronii);Este caracteristic discontinuitatea genelor (n ADN secvenele informaionale (exonii) alterneaz cu segvene neinformaionale (intronii) care n procesul de transcriere a informaiei genetice se elimin)

6Este prezent un singur cromozom bacterian - nucleoidMaterialul ereditae este concentrat n mai muli cromozimi

7n afar de genomul nucleoidic exist i genomul plasmidic, prezentat prin ADN-ul din plasmideGenomul extranuclear este prezentat de genomul mitocondrial, cloroplastic .a.

8Lipsete diviziunea mitotic i meiotic

(se divide prin diviziune direct)Snt caracteristice mitoza i meioza dar se ntlnete i amitoza

9Lipsesc o serie de organite celulare (membranare); mitocondrii, reticol endoplasmatic, aparat agolgi, plastide, lizozomi.n diferite tipuri de eucariote aceste organite snt prezente

10Snt prezeni mezozomii (invaginri ale membranei plasmatice ce au funcii energetic - ATP)Nu s-au identificat n celulele eucariote (sinteza ATP are loc n mitocondrii)

11Citoplasma este permanent n stare de gel cea ce exclude micarea eiCitoplasma toate fi att gel ct i sol i de obicei este mobil

12Ribosomii snt de tip 70SRibosomii st de tip 80S

13Peretele celular conine peptidoglucan (murein)Peretele celular conine chitin (la ciuperci) celuloz (la plante) sau lipsete (la animale)

14Se pot ncapsulaNu se pot ncapsula

15Pot exista i n lips de oxigenNu pot exista n lips de oxigen

16Flagelii snt simpli, alctuii din subuniti proteice aranjate spiralat, i nu snt nconjurate de membran, diametru 20nmFalgelii compui din microtubuli aranjai dup modelul 9+2 , snt nconjurai de membran plasmatic, diametru 200nm

17Unele specii snt capabile s fixeze azotul atmosfericNici o specie nu poate fixa azotul atmosferic.

n prezent nu exist o sistem a viului recunoscut unanim. Dar totui mai des este acceptat sistema propus de Whittaker n 1969. R. Whittaker a mprit lumea vie n cinci regnuri (fig2). Aceast sistem permit s se observe trei niveluri generale de organizare a lumii vii. Regnurile propuse de R. Whittaker snt:

Monera include organisme care se gasesc la cel mai inferior nivel de organizare celular, i cuprinde procariotele (bacteriile i cianobacteriile)

Protista include organisme, eucariote, microscopice majoritatea unicelulare sau pluricelulare cu celule nedifereniate n esuturi i organe.

Plante

Ciuperci

Animale

Fig. 2 Sistemul lumii vii dup . Whittaker

Ultimile trei regnuri includ organisme eucariote, pluricelulare cu corpul difereniat n esuturi i organe, i se deosebesc ntre ele prin tipul de nutriie. Modul de nutriiefotoautotrof este caracteristic pentru plante; Ciupercile n general sntosmotrofe(adic se hrnesc cu substane organice dizolvate); Animalele au nutriie de tipholozoic(care const n prinderea i digerarea hranei solide) Tipurile de nutriie specifice plantelor i animalelor au aprup la nivelul regnului monera, ear la protiste sau dezvoltat, tot la protiste a aprut i nutriia holozoic specific animaleleor. De fapt regnul Protista este un regn care include organisme foarte diferite ca structur i mod de via. Aici se includ i unele grupe care se aseamn cu ciupercile (oomicetele) i algele care traniional snt clasificate la plante, i protozoarele care snt considerate animale. De la aceast diversitate de organisme au aprut cele trei regnuri care se afl pe treapta superioar a evoluiei (plante,ciuperci,animale).

n ultimii ani datorit datelor din biologia molecular sa depistat o grup de organisme care structural se aseamn cu procariotele dar biochimic i fiziologic se deosebesc mult , aceast grup a primit denumirea de Arhebacterii. Iar bacteriile propriuzise au fost plasate n grupaEubacteriilor.Mulii savani clasific Arhebacteriile ca supraregn desinestttor (Deci ei evideniaz supraregnurile. Arhebacterii, Procariote i Eucariote), altii grupeag arheobacteriile n regnul monera de o potriv cu eubacteriile i cianobacteriile

Numrul speciilor de arheobacterii este mult mai mic dect al speciilor de eubacterii iar cianobacteriile au fost studiate la cursul de sistematic a plantelor de acea n cursul dat vor fi descrise mai ales proprietile eubacteriiilor.

3.3 SISTEMATICA PROCARIOTELOR

Sitematica sau Taxonomia este tiina care caut s identifice legturile reciproce dintre diverse organisme. Unul din scopurile sistematicii ca tiin este clasificarea multitudinii de organisme n grupe (taxoni). Dar nainte de a realiza clasificarea este nevoie s fie caracterizat i identificat obiectul supus clasificrii.

Pentru clasificarea organismelor sunt folosite diferite caracteristici: morfologice, citologice, culturale, fiziologice, biochimice, imunologice .a. n principiu caracteristica uneori poate fi foarte voluminoas alte ori se cunoate foarte puin despre obiectul de clasificat.Sistematica microorganismelor se bazeaz pe principiul nomenclaturii binare (fiecare specie are denumirea alctuit din 2 cuvinte n latin -Streptococcus pneumoniae,Escherichia coli). Unitatea structural de baz a sitematicii estespecia. de regul specia este definit a un grup de organisme care au aceiai origine i caracteristici morfologice, fiziologice, biochimice i ecologice asemntoare, se ncrucieaz liber i dau urmai fecunzi. Din pcate, ultimul principiu nu este posibil de aplicatpentru bacterii, deoarece ele nu au nmulire sexuat. Din aceast cauz clasificarea unui microorganism la un anumit taxon este mai mult impiric, i se ia n consideraie cit mai multe caracteristici ale speciei date.

Speciile sunt grupate n taxoni superiori: gen,familie,ordin, clas, filum, regn. n microbiologie sunt utilizate pe larg noiunile de "su" i "clon". Prinsuese nelege culturi bacteriene de aceiai specie, izolate din diferite medii de via, deosebirile dintre sue nu es din limitile speciei.Clonaeste o cultur de microorganisme provenite de la o singur celul. Dar n diferite domenii aplicative ale microbiologiei se mai identific grupuri inferioare specieii ca de exemplu: serovar(dup prezena anumitor antigeni),chemovar(dup sensibilitatea la anumite substane chimice),fagovar(dup sensibilitatea la bacteriofagi).a.

Dac sistemele taxonomice ale organismelor superioare identific att asemnarea morfo-anatomic ct i legturile evolurive, atunci la microorganisme putem deosebi 2 tipuri de sisteme ale microorganismelor:

1. Sisteme filogenetice (naturale) - care au ca scop identificarea relaiilor genetice i evolutive ntre microorganisme

2. Sisteme utilitare (artificiale) - care au ca scop diferenierea i identificarea rapid a microorganismelor.

Un exemplu de sistem taxonomic utilitar a bacteriilor este Determinatorul Bergey care a fost iniiat n 1923 de un grup de bacteriologi americani sub conducerea lui D. H. Bergey. Prima ediie a constat din 4 volume, pe parcursul istorieii acest determinator a suferit numeroase ediii i respectiv modificti. Ediia curent a zecea include 5 volume publicate din 2001 (volumul 1) pn n 2012 (vol. 5). Principiul acestui determinator este imparirea bacteriilor n grupe uor identificabile, de exemplu: Coci anaerobi Gram negativi (grupa 8) sau bacili i coci gram pozitivi cu endospori (grupa 13). Astfel se asigur identificarea uoar a microorganismelor. Din aceast caz respectiva sistem este acceptat de majoritatea speialitilor mai ales n microbiologia aplicat

ncercrile de a crea o sistem care ar demonstra relaiile filogenetice (evolutive) dintre speciile de bacterii nu sau soldat cu succes. Probabil acesta se explic prin specificitatea obiectelor de studiu, bacteriile sunt prea mici i variate i este greu de a determina gradul lor de rudenie doar dup criterii morfologice, fiziologice i culturale. Un criteriu aprut relativ recent - analiza structurii moleculare a ADN sau ARN ribosomal, poate da o speran ca astfel de sistem s poat fi creat vre-o dat.

4.1 PERETELE CELULAR

Peretele celular al bacteriilor este o structur complex, semirigid, care confer stabilitate formei celulare. El asigur protecia componentelor interne celulare, ncepnd cu membrana plasmatic, fa de aciunea factorilor nocivi. Aproape toate organismele procariote au perete celular. Deoarece majoritatea bacteriilor veuiesc n medii cu concentraii mai mici dect cele din citoplasma celulei ele risc s fie distruse de presiunea osmotic creat de apa care ptrunde mereu n celul. Funcia major a peretelui celular este conservarea integritii bacteriei fa de creterea exagerat a presiunii osmotice interne, ce ar putea cauza explozia celulei. El asigur, de asemenea, meninerea formei bacteriei i servete ca suport de fixare a cililor. n faza de cretere a volumului celular are loc o extensie a membranei citoplasmatice i a peretelui celular.

Peretele celular al procariotelor se deosebete evident de de structurile similare ale eucariotelor. Peretele celular la bacterii este format dintr-o reea de molecule de murein (peptidoglican). Peptidoglicanul este o mucopolizaharid ntlnit doar la bacterii, alctuit din iruri de dizaharide, legate printr-un numr de patru-cinci lanuri de aminoacizi. Cele dou monozaharide sunt reprezentate de N-acetil-glucozamin (NAG) i acidul N-acetil-muramic (NAM).

Majoritatea eubacteriilor se mpart n dou grupe dup structura peretelui lor celular. n 1884 savantul danez Christian Gram a observat c dac bacteriile fixate sunt prelucrate cu soluie de genian violet i apoi cu soliie ce conine iod se formeaz un complex colorant care n dependen de structura peretelui bacterian poate:

1)s fie decolorat cu alcool sau aceton -aceste bacterii mai tirziu au fost numiteGram negative(G-)

2)s nu se decoloreze cu alcool datorit reinerii complexului colorant n citoplasma celulei- aceste bacterii au fost numiteGram pozitive(G+)

La majoritatea bacteriilorGram-pozitiveperetele celular este alctuit din straturi de peptidoglican (circa 40%-90%) legate prin puni de lanuri peptidice, structur ce confer peretelui o mare rigiditate. Straturile de peptidoglican sunt mult mai groase la bacteriile Gram-pozitive fa de cele Gram-negative.La multe bacterii Gram-pozitive peretele celular conine i acizi teicoici, alctuii dintr-un alcool i un fosfat. Aceti acizi sunt legai de straturile de peptidoglican sau membrana plasmatic i de multe ori strbat straturile de peptidoglican pn la suprafaa peretelui celular, constituind probabil principalii antigeni ai bacteriilor G+. Datorit ncrcrii lor negative (cauzat de grupul fosfat) acizii teicoici pot limita i regla deplasarea cationilor spre interiorul sau exteriorul celulei. Ei de asemenea au un anumit rol n creterea celular i recepia bacteriofagilor.

BacteriileGram-negativeconin de asemenea peptidiglican, dar n cantitate foarte mic (1-10%), fiind lipsite total de acid teicoic. Peretele celular la Bacteriile Gram-negative este mult mai complex. Peptidoglicanul se gsete n spaiul periplasmatic ntre dou membrane fosfolipidice i este legat covalent de membrana extern. Membrana extren are structur similar cu membarana celular intern se deosebeste doar dup compoziie. Membrama extern conine un numr mare de proteine majoritatea din ele formeaz pori membranari prin care pot trece chear i unele molecule mai mari (glucide, aminoacizi, i chiar mici peptide i oligozaharide). Spaiul periplasmatic reprezint un mediu gelatinos ce conine o cantitate mare de enzime litice i transportatoare. Datorit grosimii reduse a stratului de peptidoglican peretele celular al bacteriilor Gram-negative este mult mai sensibil la aciunea factorilor mecanici.

Perei celulari deosebii:n diversa lume a microbilor sunt i forme cu structura pereiolor celulari deosebit de formele clasice. De exemplu grupamixobacteriilorsunt capabile s se deplaseze pe substrat schimbndui forma, cea ce nu pot face bacteriile cu perei rigizi de peptidoglican. Totui pereii acestor microbi tot peptidoglican conin dar probabil acest peptidoglican deosebit de flexibil are mai puine legturi ntre lanurile sale. Sunt cunoscute bacterii cu structura peretelui celular absolut diferit de exemplu arhebacteriile care au cele mai diverse compoziii pentru pereii lor celulari. Unele au perei proteici, altele au peptidoglican modificat sau heteropolizaharide diverse.

Sunt i microorganisme procariote lipsite total de perete celular de exemplumicoplasmelecare n mod normal sunt parazii intracelulari i fiind n interiorul celulei nu sunt supuse ocului osmotic. dar sunt i forme lipsite de perete celular pe cale experimental cu ajutorul penicilinei sau lizocimei, aceste forme pot supraveui doar n condiii artificiale n mediu izotonic. Dac aceste formele transmit lipsa peretelui celular urmailor (este vorba de mutaii) ele se numescL-forme,dac perete celular reapare la urmai aceste forme se numescprotoplati (peretele lipsete total)sausferoplati(peretele lipsete parial).

Structura deosebit a aperetelui celular al procariotelor fa de eucariote a permis crearea i utilizarea preparatelor medicale care acioneaz doar asupra celulei procariote la nivel de perete celular.

Apariia la beacteriile Gram- negative a membranei externe a dus la eficientizarea realizrii funciilor peretelui celular. Aceast membran extern are permiabilitate selectiv, adic permit ptrunderea unor substane necesare i nu permite ptrunderea substanelor toxice sau antibioticelor. Astfel se explic rezistena mai bun la antibiotice a bacteriilor Gram-negative dect a celor Gram-pozitive.

4.2 STRUCTURI EXTRAPARIETALE DE PROTECIE (CAPSULA I STRATUL MUCOS)

La unele bacterii se formeaz n jurul celulei o structur extraparietal numit capsul sau strat mucos, n funcie de structur. Sub raport chimic acestea sunt de natur polizaharidic, cu un ridicat grad de polimerizare. Aceste caracteristici le confer o consisten vscoas, gelatinoas.

n funcie de ultrastructur i morfologie materialul capsular poate mbrca urmtoarele forme:

Microcapsula care se prezint ca un strat foarte fin, de pn la0,2 m, invizibil la microscop, dar care poate fi pus n eviden prin metode imunologice.

Capsulasaumacrocapsulaare o grosime de peste 0,2 m. Ea nconjoar n mod egal ntreaga celul sau perechi de celule i poate fi pus n eviden prin metode citologice. (Fig 1. 1)

Stratul mucosse prezint ca o mas amorf neorganizat n jurul celulei, fr structur anatomic specific (Fig 1. 2).

Zooglea reprezint o mas amorf de natur polizaharidic care poate cuprinde simultan mai multe celule, constituite n adevrate colonii mucilaginoase. Denumirea este utilizat dar improprie pentru bacterii, fiind preluat din domeniul zoologiei.(Fig1.3 )

Prezena stratului mucos i a capsulei confer culturilor realizate n medii lichide un caracter vscos, siropos, ca urmare a difuzrii n mediu a unor substane specifice capsulei. Pe mediu solid coloniile au un aspect umed, lucios, mucoid.

Capsula i stratul mucos joac un anumit rol n viaa celulelor bacteriene, dei nlturarea lor nu pune n pericol existena acestora, i deci prezena lor nu este obligatorie. Speciile capsulate beneficiaz totui de prezena capsulei n diferite moduri. n primul rnd, capsula reprezint un factor de colonizare pe suprafee inerte (n medii acvatice, pe suprafaa dinilor cnd se formeaz placa dentar), pe culturi de celule i esuturi epiteliale mucoase. n al doilea rnd, capsula joac un rol de protecie mpotriva factorilor nefavorabili. Acetia pot fi: uscciunea, fa de care bacteriile capsulate se protejeaz prin capacitatea higroscopic ( de a absoarbe apa) a acestui nveli; aciunea fagocitelor, pe care bacteriile capsulate o anihileaz direct prin mpiedicarea adeziunii la acestea, evitarea ptrunderii fagilor. Datorit acestor proprieti bacteriile patogene capsulate au o virulen mai mare fa de om i animale.

4.3 STRUCTURI EXTRAPERIETALE DE LOCOMOIE ( CILII)

Cilii reprezint apendici filamentoi extraparietali care joac un rol important ca organite de locomoie a unor specii de bacterii. Prezena lor nu este general fiind ntlnii mai ales la bacteriile alungite bacili, virioni i spirili i mult mai rar la formele cocoide. Prin analogie funcional cu organite asemntoare de la microorganismele eucariote cilii mai sunt numii i flageli.

Cilii sunt structuri filamentoase subiri, flexibile i fragile. Lungimea lor este variabil. Numrul i poziia cililor pe suprafaa celulei bacteriene difer n funcie de specie. Dup aceste caracteristici se pot ntlni urmtoarele categorii de bacterii:

Bacterii atriche lipsite de cili, imobile;

Bacterii monotriche care au un singur cil;

Bacterii amfitriche cu cili la ambele capete ale celulei;

Bacterii lofotriche cu cili la un singur capt;

Bacterii peritriche cu cilii amplasai pe toat suprafaa celulei.

Structura cililor evideniaz trei componente morfologic distincte:

- structur bazal, numit i corp bazal sau complex bazal;

- o structur n form de crlig;

- filamentul principal.

Corpul bazal reprezint componentacilului prin care acesta se ataeaz la celula bacterian. El are o structur mai simpl la bacteriile Gram-pozitive i mai complicat la bacteriile Gram-negative. Corpul bazal este alctuit din 4 discuri interconectate, numite i inele:discul M(de la membran) dispus n membrana plasmatic i montat rigid pe axul de transmisie, dar care se rotete liber n spaiul membranar;discul S, localizat n regiunea supramembranar;discul P, inclavat n stratul de peptidoglican;discul L, legat de membrana extern lipopolizaharidic a peretelui celular.

Crligul reprezint o structur situat n afara celulei bacteriene i are o form mai mult sau mai puin ndoit. Filamentul flagelar principal reprezint partea flexibil, n general spiralat a cilului. El este alctuit din proteine numite flageline.

Cilii reprezint organite de locomoie i de aceea, prin analogie cu organitele similare de la protozoare au fost numii i flageli de tip procariot. Aceast funcie se realizeaz printr-o micare de rotaie a filamentului flagelar n raport cu corpul celulei, asemntoare unei nurubri, care are ca rezultat propulsarea bacteriei. n cazul bacteriilor multiciliate micarea se realizeaz prin rotaia la unison a unor grupuri de cili.

4.4 ALTE STRUCTURI EXTRAPARIETALE (FIMBRII, GLICOCALIX, SPINI)

Piliisunt apendici filamentoi neflagelari, prezeni n numr mare pe suprafaa unor bacterii. Dimensiunile pililor variaz n funcie de specie i chiar la aceeai celul. Ei sunt structuri tubulare uniforme, cu diametrul de 3-10 nm i lungimea de 0,2-20 m. Ei se mpart n dou categorii: pilii de conjugare (de sex) i pilii comuni (pili somatici).

Pilii de conjugare (de sex)sunt codificai de plasmide transmisibile i sunt implicai n conjugarea bacteriilor. Sunt n numr de 1-10 la o celul. Ei sunt formai din molecule de pilin (fosfoglicoprotein) care se asambleaz dup o simetrie helical rezultnd structura tubular cu un canal axial (la pilii de tip F) sau fr canal axial (la pilii de tip I). La extremitatea liber unii pili reprezint un buton terminal, a crui form i structur pot fi diferite: ca un disc, ca o cup sferic-vezicular.

Fimbriile (pilii somatici)sunt dispuse pericelular, uneori polar sau bipolar: sinteza lor este controlat de gene cromozomale. Numrul lor variaz n funcie de specie, fiind cuprins ntre 1-1000 pe o celul. Fimbriile au o structur tubular cu un diametru constant, care variaz dup specie ntre 3-14 nm. Lungimea lor, variabil chiar la aceeai celul, este cuprins ntre 1-2 nm. Sunt formate din molecule de fimbrilin, asamblate dup o simetrie helical.

Rolul pililor este important n urmtoarele domenii:

att pilii ct i fimbriile conin receptori specifici pentru bacteriofagi, situai la vrf pentru bacteriofagii filamentoi sau pe suprafaa lateral pentru bacteriofagii izometrici;

pilii de sex sunt necesari iniierii procesului de conjugare;

pilii favorizeaz ptrunderea ADN-lui fagic n celula bacterian pe calea canalului axial al pilului, reprezentnd n acest caz un factor de sensibilitate;

pilii sunt responsabili pentru formarea unor pelicule bacteriene la suprafaa culturilor statice;

pilii mediaz aderena unor specii bacteriene la hematii, inducnd fenomenul de hemaglutinare;

pilii reprezint organite adezive, care mediaz ataarea unor bacterii la celulele epiteliale ale mamiferelor, favoriznd colonizarea. Ei pot fi astfel considerai ca factori poteniali de virulen.

Spinii, numii i spicule bacteriene, reprezint apendici pericelulari rigizi, cu structur tubular, prezeni la unele specii Gram-negative. Numrul lor mediu este de 6 la o celul, variind ns n funcie de specie ntre 1-15 spini. Structura lor este tubular, cu diametrul de 65 nm, realizat dintr-un filament rsucit helical. Din punct de vedere chimic spinii au o structur proteic, fiind alctuii din molecule de spinin, asemntoare cu flagelina i pilina.Semnificaia biologic a spinilor este puin cunoscut.

Glicocalixulse prezint ca o mas de filamente polizaharidice ataate de lipopolizaharidele prezente pe suprafaa bacteriilor Gram-negative. El formeaz o structur asemntoare unei psle ce nconjoar ntreaga bacterie i care asigur fixarea celulei bacteriene de alte celule sau substraturi din mediu.

Glicocalixul favorizeaz fixarea de substrat i dirijarea ctre acesta a enzimelor hidrolitice care descompun structurile organice ale substratului, antrenate apoi spre bacterii.. n unele cazuri, n interiorul glicocalixului se formeaz microcolonii bacteriene care se fixeaz de celulele vegetale sau animale, crend condiii favorabile de nutriie prin meninerea i concentrarea enzimelor degradative eliberate de bacterii.

Glicocalixul reprezint i un sistem eficient de aprare a bacteriilor fa de aciunea prdtorilor (bacteriofagi, protozoare), a leucocitelor polimorfonucleare i a anticorpilor organismului infectat. n mediile naturale glicocalixul favorizeaz fixarea bacteriilor pe substrat, ferindu-le de aciunea curenilor activi din ruri i asigurnd astfel stabilitatea lor n biotopii respectivi.