C2. Bacterii

  • View
    33

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of C2. Bacterii

  • Organisme procariote

  • Particularitatile structurale si functionale ale microorganismelorLumea vie poate fi mprit n trei domenii: Eubacteria, Archaea i Eucarya. Primele dou domenii cuprind organisme cu organizare procariot, n categoria eubacteriilor fiind incluse bacteriile Gram pozitive, bacteriile filamentoase verzi, bacteriile purpurii, cianobacteriile sau flavobacteriile, n timp ce n categoria arhebacteriilor sunt incluse bacteriile metanogene, cele extrem-termofile i cele extrem-halofile. Organismele de tip eucariot sunt unicelulare (protozoare sau unele tipuri de alge) sau pluricelulare (plante superioare sau animale), numele lor derivnd de la existena membranei nucleare (au nucleu adevrat). In ciuda marii diversiti a eucariotelor, a complexitii lor i a modurilor de via diferite, eucariotele evideniaz o remarcabil similaritate la nivel biochimic, n special a cilor de sintez a macromoleculelor.

  • Bacteriile

    Bacteriile reprezint principalul grup de microorganisme procariote ce prezint importan major n natur, n patologia infecioas sau n procesele biotehnologice. Organizarea procariot se refer, n esen, la lipsa unui nucleu bine individualizat (lipsa membranei nucleare) precum i la organizarea celular simpl (perete celular, membran plasmatic, citoplasm, nucleoid, constitueni intracitoplasmatici i extraparietali.

  • Bacteriile pot fi utilizate n practic pentru obinerea prin fermentaii a unor produse variate. bacteriile acetice (Acetobacter, Acetomonas) sunt utilizate i n prezent pentru fabricarea tradiional a oetului determinnd oxidarea alcoolului etilic la acid acetic. Drept substrat ele pot utiliza vinul, cidrul, cartofii sau malul fermentat. De asemenea, ele pot oxida sorbitolul la sorboz, fiind utilizate n acest fel pentru sinteza vitaminei C. Bacteriile acetice au i efect nedorit determinnd alterarea (oeirea) vinului i a berii expuse la aer. bacteriile lactice (Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus). Aceste bacterii sunt rspndite pe suprafaa unor vegetale (struguri, cereale) constituind n felul acesta contaminani n fabricarea vinului i a berii. De asemenea, ele se gsesc n mod normal n lapte unde transform lactoza n acid lactic, determinnd acidifierea laptelui i acrirea lui. Rolul lor benefic este acela c folosesc la obinerea produselor lactate fermentate, a unor tipuri mbuntite de furaje precum i la producerea industrial a acidului lactic. Bacteriile lactice (specii de lactococi i anumii lactobacili) sunt utilizate pe scar larg pentru fabricarea brnzeturilor, ele participnd, pe de o parte, la formarea cheagului i, pe de alt parte, la maturarea produsului. De asemenea, unele tipuri de bacterii lactice (lactococi) servesc pentru fabricarea untului, ele producnd diacetil, o diceton responsabil de gust i arom, iar altele (Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus) pentru obinerea diferitelor sortimente de iaurt.

  • bacteriile butirice (Clostridium butyricum) determin topirea inului i a cnepei, ele atacnd pectina i libernd fibrelor textile legate de aceasta. De asemenea, anumite specii de clostridii (C.acetobutylicum) sunt utilizate pentru producerea industrial a acetonei i a butanolului prin fermentarea anumitor glucide. bacilii (specii ale genului Bacillus) au semnificaie industrial deosebit: ei produc numeroase tipuri de enzime (amilaze, proteaze) utilizate n industria alimentar sau n cea a detergenilor; unele specii (B.polymyxa) produc antibiotice polipeptidice (polimixina); alte specii de bacili produc bacteriocine. De asemenea, numeroase tulpini de B.thuringiensis sintetizeaz toxine specifice (proteina cristal = delta endotoxina) care acioneaz asupra larvelor de insecte, omorndu-le. Astfel, cultivate la scar industrial, aceste bacterii servesc pentru obinerea unor insecticide biologice foarte utile pentru protejarea culturilor agricole mpotriva aciunii insectelor duntoare. actinomicetele, bacterii existente n sol, reprezint un grup de bacterii cu mare semnificaie att pentru ecosistemele naturale (particip activ la circuitul natural al anumitor substane, fiind capabile de a utiliza substraturi nutritive foarte variate) ct i pentru biotehnologie, ele sintetiznd o gam foarte larg de antibiotice (streptomicin, kanamicin, cloramfenicol, tetraciclin etc) i enzime (amilaze, proteaze, celulaze, glucozoxidaz etc).

  • Morfologia bacteriilorForma bacteriilor este variat, controlat genetic; ea a fost determinat pe baza studiilor efectuate asupra celulelor cultivate n condiii artificiale, de laborator. Dup forma celulelor, bacteriile pot fi grupate n cinci mari categorii: sferice, cilindrice, spiralate sau elicoidale, filamentoase i ptrate De obicei, celulele-fiice rezultate n urma diviziunii celulare se separ datorit unor factori de mediu sau a activitii flagelilor, devenind independente. La anumite specii de bacterii sferice i, uneori, de bacterii cilindrice, celulele-fiice nu se mai despart la sfritul diviziunii, formnd grupri caracteristice cu mare valoare taxonomic

  • Bacteriile sferice (cocii) au forma sferic, ovoidal, elipsoidal, reniform, diametrele celulei fiind aproximativ egale. In funcie de poziia celulelor-fiice dup diviziune, cocii pot fi ncadrai n ase subtipuri morfologice:

    cocul simplu sau izolat, la care celulele rezultate prin diviziune rmn independente; diplococul, la care diviziunea se face dup planuri succesive, paralele, celulele rmnnd grupate cte dou (de exemplu Streptococcus pneumoniae);streptococul la care diviziunea se face, de asemenea, dup planuri succesive paralele, dar celulele rezultate rmn n contact formnd lanuri de lungimi variabile (de exemplu, Streptococcus thermophilus);tetracocul sau tetrada, la care planurile succesive de diviziune sunt perpendiculare unele fa de altele, celulele rezultate fiind grupate cte patru (Micrococcus tetragenes);sarcina, la care planurile de diviziune sunt orientate n trei direcii diferite, perpendiculare unul fa de altul, rezultnd o grupare n cuburi a celulelor (Sarcina lutea);stafilococul, la care planurile succesive de diviziune sunt orientate n mai multe direcii, ceea ce determin formarea unor grupri neregulate de celule, sub form de ciorchine (Staphylococcus aureus)

  • Bacteriile cilindrice, cunoscute sub denumirea de bacili, au forma de bastonae. Raportul dintre cele dou axe variaz foarte mult, ceea ce duce la apariia unor celule cu aspect diferite: de la aspect filamentos, pn la o form aproape sferic-ovalar (cocobacili). Bacilii pot fi drepi sau uor curbai, cu capetele tiate drept sau rotunjite, izolai sau grupai. Ei se pot grupa cte doi (diplobacili), pot forma lanuri cu lungimi variabile (streptobacili) sau se pot asocia n palisad (ca scndurile unui gard). In cazul unor specii bacteriene, bacilii se asociaz n grupuri caracteristice n form de rozet sau de stea. In categoria bacililor sunt incluse numeroase specii bacteriene semnificative din punct de vedere practic, capabile de a sintetiza o gam larg de enzime (amilaze, proteaze, glucanaze): Bacillus subtilis, B.licheniformis, B.amilolyquefaciens, Cellullomonas sp., Clostridium sp., Lactobacillus plantarum, L.acidophilus etc

  • Bacteriile spiralate sau elicoidale cuprind trei subtipuri morfologice: vibrionul, n form de virgul (Vibrio cholerae); spirilul, n form de spiral cu mai multe ture de spir rigide (Spirillum volutans);spirocheta, n form de spiral cu mai multe ture flexibile (Treponema, Leptospira)

  • Bacteriile filamentoase au ca grup reprezentativ actinomicetele, microorganisme ce prezint o serie de asemnri morfologice cu fungii. Principala particularitate a acestor organisme este formarea de hife cu tendin de ramificare, de unde aspectul lor de miceliu, precum i formarea de spori.Cultivarea bacteriilor filamentoase pe mediu solid implic, de obicei, diferenierea a dou tipuri diferite de miceliu: miceliu de substrat, care crete n i pe mediul de cultur solid; miceliu aerian, care crete pe primul i pe care se formeaz sporii. In aceast categorie intr i bacteriile din genul Streptomyces, cunoscute ca fiind principalele organisme ce produc antibiotice (streptomicina, kanamicina, cloramfenicolul, tetraciclina etc), ele fiind mult utilizate n industria medicamentelor. De asemenea, s-a dovedit c multe dintre speciile de actinomicete sunt capabile de a produce nu numai antibiotice, ci i numeroase tipuri de enzime i, nu n ultimul rnd, compui antitumorali.

  • Alte tipuri morfologice

    Bacterii ptrate au fost izolate din apa hipersalin din unele bli din Peninsula Sinai. Uneori celulele formeaz grupuri de 8-16 ptrate la care se vd net planurile de diviziune. Celulele conin vacuole cu gaz, care dispar la presiuneBacterii fr perete celular: micoplasmele nu au perete celular, ceea ce face ca forma i dimensiunea celulelor s varieze Minicelule - rezult datorit unei septri neobinuite a bacililor. Acestea au, cel mai adesea, un diametru mai mic dect al celulei parentale, sunt lipsite de material genetic fiind incapabile de cretere i diviziune. Ele au fost descrise la mai multe specii bacteriene, cum ar fi: E.coli, Bacillus subtilis, Salmonella etc.Bacterii pleomorfe care pot prezenta o form schimbtoare. De exemplu, la Proteus mirabilis celulele se pot prezenta fie sub form bacilar (bacili scuri de obicei) fie sub forma unor filamente lungi (mai rar), n timp ce la specii ale genului Haemophilus celulele bacteriene se pot prezenta fie sub form bacilar, ca filamente sau cocobacili. O situaie special o prezint bacteriile din genul Rhizobium care, pe mediu de cultur apar sub form de bacili n timp ce la nivelul nodozitilor (n condiii in vivo) se prezint ca bacteroizi. Bacterii cu forme particulare ce rezult din: gruparea lor ntr-un trichom (bacteriile din genurile Leucothrix sau Beggiatoa); prezena unor prelungiri celulare (bacteriile pedunculate de tipul Caulobacter sau cele care nmuguresc cum ar fi cele din genul Hyphomicrobium); prezena un