Более сложный тип организации клеток характерен для эукариотов. У эукариотов широко развита сеть внутриклеточных мембран, образующих ЭПР и служащих для обособления клеточных органелл от цитоплазмы. Клетки прокариотов имеют только одну внутреннюю полость, ограниченную цитоплазматической мембраной. Один из основных признаков, по которому можно дифференцировать два типа клеток (заключён в самом их названии), – это строение ядра. Ядерная структура прокариотов, названная нуклеоидом, не имеет ядерной мембраны, состоит из макромолекулы ДНК, связанной с белками, среди которых отсутствуют гистоны, и прикреплённой в одной точке к ЦПМ. Ядро содержит гаплоидный набор генов. Клетки эукариотов имеют ядро (или несколько), имеющее мембрану, кариолимфу, хроматин (хромосомы) и ядрышки, за небольшим исключением, диплоидны. В клетках прокариотов (в отличие от эукариотов) отсутствуют митохондрии, хлоропласты, комплекс Гольджи. Ферменты окислительного фосфорилирования у них связаны с цитоплазматической мембраной и её производными образованиями – мезосомами. Для прокариотов характерно наличие рибосом с константой седиментации 70S, они расположены только в цитоплазме (у эукариотов 80S, кроме рибосом митохондрий – также 70S). Прокариоты имеют специфический компонент клеточной стенки – муреин. Также они отличаются наличием плазмид – автономно реплицирующихся кольцевидных молекул ДНК.
Микроорганизмы — это организмы, невидимые невооруженным глазом из-за их незначительных размеров. Критерий размера — единственный, который их объединяет.
Согласно современной систематике, микроорганизмы к 3 царствам:
• Vira — вирусы;
• Eucariotae — простейшие и грибы;
• Procariotae - истинные бактерии, риккетсии, хламидии, микоплазмы, спирохеты, актиномицеты.
Так же как для растений и животных, для названия микроорганизмов применяется бинарная номенклатура, т. е. родовое и видовое название.
Если видовую принадлежность исследователям определить не удается и определена только принадлежность к роду, то употребляется термин species. Чаще всего это имеет место при идентификации микроорганизмов, имеющих нетрадиционные пищевые потребности или условия существования.
Название рода обычно либо основано на морфологическом признаке соответствующего микроорганизма (Staphylococcus, Vibrio, Mycobacterium), либо является производным от фамилии автора, который открыл или изучил данный возбудитель (Neisseria, Shigella, Escherichia, Rickettsia, Gardnerella).
Видовое название часто связано с наименованием основного вызываемого этим микроорганизмом заболевания (Vibrio cholerae — холеры, Shigella dysenteriae — дизентерии, Mycobacterium tuberculosis — туберкулеза) или с основным местом обитания (Escherihia coli — кишечная палочка).
Кроме того, в русскоязычной медицинской литературе возможно использование соответствующего русифицированного названия бактерий (вместо Staphylococcus epidermidis — эпидермальный стафилококк; Staphylococcus aureus — золотистый стафилококк и т. д.).
3. Царство прокариот включает в себя отдел цианобактерий и отдел эубактерий, который, в свою очередь, подразделяется на порядки:
• собственно бактерии (отделы Gracilicutes, Firmicutes, Tenericutes, Mendosicutes);
• актиномицеты;
• спирохеты;
• риккетсии;
• хламидии.
Порядки подразделяются на группы.
Прокариоты отличаются от эукариот тем, что не имеют:
• морфологически оформленного ядра (нет ядерной мембраны и отсутствует ядрышко), его эквивалентом является нуклеоид, или генофор, представляющий собой замкнутую кольцевую двунитевую молекулу ДНК, прикрепленную в одной точке к цитоплазматической мембране; по аналогии с эукариотами эту молекулу называют хромосомной бактерией;
• сетчатого аппарата Гольджи;
• эндоплазматической сети;
• митохондрий.
Имеется также ряд признаков, или органелл, характерных для многих, но не для всех прокариот, которые позволяют отличать их от эукариотов:
• многочисленные инвагинации цитоплазматической мембраны, которые называются мезосомами, они связаны с нуклеоидом и участвуют в делении клетки, спорообразовании и дыхании бактериальной клетки;
• специфический компонент клеточной стенки — муреин, по химической структуре это пептидогликан (диаминопиеминовая кислота);
• плазмиды — автономно реплицирующиеся кольцевидные молекулы двунитевой ДНК с меньшей, чем хромосома бактерий, молекулярной массой. Они находятся наряду с нуклеоидом в цитоплазме, хотя могут быть и интегрированы в него, и несут наследственную информацию, не являющуюся жизненно необходимой для микробной клетки, но обеспечивающую ей те или иные селективные преимущества в окружающей среде.
Наиболее известны:
F-плазмиды, обеспечивающие конъюгационный перенос между бактериями;
R-плазмиды — плазмиды лекарственной устойчивости, обеспечивающие циркуляцию среди бактерий генов, детерминирующих устойчивость к используемым для лечения различных заболеваний химиотерапевтическим средствам.
4. Бактерии — прокариотические, преимущественно одноклеточные микроорганизмы, которые могут также образовывать ассоциации (группы) сходных клеток, характеризующиеся клеточными, но не организменными сходствами.
Основные таксономические критерии, позволяющие отнести штаммы бактерий к той или иной группе:
• морфология микробных клеток (кокки, палочки, извитые);
• отношение к окраске по Граму — тинкториальные свойства (грамположительные и грамотрицательные);
• тип биологического окисления — аэробы, факультативные анаэробы, облигатные анаэробы;
• способность к спорообразованию.
Дальнейшая дифференциация групп на семейства, рода и виды, которые являются основной таксономической категорией, проводится на основании изучения биохимических свойств. Этот принцип положен в основу классификации бактерий, приведенной в специальных руководствах — определителях бактерий.
Вид является эволюционно сложившейся совокупностью особей, имеющих единый генотип, который в стандартных условиях проявляется сходными морфологическими, физиологическими, биохимическими признаками.
Для патогенных бактерий определение "вид" дополняется способностью вызывать определенные нозологические формы заболеваний.
Существует внутривидовая дифференцировка бактерий на варианты:
• по биологическим свойствам - биовары или биотипы;
• биохимической активности— ферментовары;
• антигенному строению — серовары или серотжы;
• чувствительности к бактериофагам — фаговары или фаготипы;
• устойчивости к антибиотикам — резистентовары.
В микробиологии широко применяют специальные термины — культура, штамм, клон.
Культура — это видимая глазом совокупность бактерий на питательных средах.
Культуры могут быть чистыми (совокупность бактерий одного вида) и смешанными (совокупность бактерий 2 или более видов).
Штамм — это совокупность бактерий одного вида, выделенных из разных источников или из одного источника в разное время.
Штаммы могут различаться по некоторым признакам, не выходящим за пределы характеристики вида. Клон — это совокупность бактерий, являющихся потомством одной клетки.