ТАРАУ. Микроорганизмдер морфологиясы

2.1. Микроорганизмдерді жүйелеу мен олардың номенклатурасы

Микробтар, немес микроорганизмдер (бактериялар, саңырауқұлақтар, қарапайымдар, вирустар), өзара ұқсатығымен, ерекшеліктерімен және қарым-қатынастарымен жүйелендірілген. Бұнымен арнайы ғылым – микроорганизмдерді жүйелеу айналысады. Жүйелеу үш бөлімнен тұрады: жіктелуі, таксономиясы және идентификациялау. Микробтардың таксономиясының негізіне (грек тілінен taxis – орналасуы, реті) олардың морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық және молекулалық-биохимиялық қасиеттері алынған. Таксономиялық категориялар төмендегідей болады: патшалық, ( патшалық тармағы ), бөлім, класс, реті, туыстастық, тұқымдастық, түр, (түр тармағы) және т.б. Таксономиялық категорияның түрлеріне байланысты таксондарды ажыратады – ол біркелкі, ұқсас қасиеттеріне байланысты біріктірілген организм топтары. Микроорганизмдердің аталуын Халықаралық номенклатура кодексі (зоологиялық, ботаникалық, бактериялар номенклатурасы, вирустар) тағайындайды.

Микроорганизмдер жасушаға дейінгі (вирустар – Vira патшалығы) және жасушалық (бактериялар, архибактериялар, саңырауқұлақтар мен қарапайымдылар) пішіндермен берілген. Жаңаша жоғарғы деңгей бойынша жасушалық тіршілік иелерінің жіктелуінде 3 доменді (немесе «империялар») ажыратады: «Bacteria», «Archaea» және «Eucarya»:

1). «Bacteria» домені – прокариоттар, нағыз бактериялар (эубактериялар);

2). «Archaea» домені – прокариоттар, археабактериялар;

3). «Eucarya» домені – эукариоттар, олардың жасушаларында ядро, ядрошық және ядро қабықшасы, ал цитоплазмасында күрделі құрылымды органеллалар – митохондриялар, Гольджи аппараты болады. «Eucarya» доменіне: Fungi (саңырауқұлақтар); Animalia - жануарлар (қарапайымдылар кіретін Protozoa патшалық тармағы); Plantae - өсімдіктер патшалығы кіреді.

Домендер патшалықтан, типтен, кластан, реті, туыстастық, тұқымдастық, түрден тұрады. Негізгі таксономиялық категориялардың бірі түр (species) болып табылады. Түр – жақын қасиеттерімен біріктірілген, бірақ тұқымдастықтың басқа өкілдерінен айрмашылығы бар жекеленген даралар жиынтығы.

Морфологиялық, тинкториалдық (боялғыштығына байланысты), дақылдық, биохимиялық және антигендік қасиеттеріне байланысты ұқсастығы бар, қоректік ортада бөлініп алынған, біртекті микроорганизмдер жиынтығы таза дақыл деп аталады.

Белгілі бір көзден бөлініп алынған, түрдің басқа өкілдерінен айырмашылығы бар микроорганизмдердің таза дақылы штамм деп аталады. Штамм – түр немесе түршеге қарағанда мағынасы тарлау. Штамға мағынасы бойынша клон жақынырақ болып келеді. Клон жалғыз микроб жасушасынан өсірілген, ұрпақтар жиынтығы. Микроорганизмдердің белгілі бір қасиеттерімен ерекшеленетін кейбір бірлестіктерін атап көрсеткен кезде бұрын type суффиксін пайдаланған, оның орнына қазіргі кезде var (әртүрлілігі) қолданылады. Сондықтан микроорганизмдерді ерекшелендіретін қасиеттеріне байланысты: морфоварлар (морфологиясына байланысты), резистентоварлар (тұрақтылықтарына байланысты, мысалы, антибиотиктерге), сероварлар (антигендеріне байланысты), фаговарлар (бактериофагтарға сезімталдылығына байланысты), биоварлар (биологиялық қасиеттеріне байланысты), хемоварлар (биохимиялық қасиеттеріне байланысты) және т.б. деп ажыратылады.

Бактерияларды идентификациялау мен типтеуде фенотиптік, генотиптік және филогенетикалық көрсеткіштерді пайдаланады (олардың мәні келесі тарауларда беріледі).

Фенотиптік: Грамша бояу, морфологиялық және дақылдық қасиеттері, биохимиялық реакциялар, көмірсу көздерін пайдалану, антибиотикограммасы, бактериоцинотиптеу, фаготиптеу, антигендік қасиеттері, жасуша қабырғасының химиялық құрамы (пептидогликан, микол қышқылы), сонымен қатар жасушаның ақуыздары мен майлары.

Генотиптік: G + C қарым-қатынасы, ДНҚ гибридизациясы, молекулярлық барлау (зондирование), плазмидтік талдау, ДНҚ рестрикциясының бөлшектерінің полиморфизмі, риботиптеу.

Филогенетикалық: рРНҚ-ізділікті талдау, РНҚ-РНҚ-гибридтеу, праймерлер туындыларын пайдаланып полиморфты ДНҚ-ын амплификациялау, 16S және 23S рРНҚ-ын секвестрлеу.

2.2.Бактериялардың жіктелуі мен морфолгиясы

Бактериялардың жіктелуі. Халықаралық кодекстің шешімі бойынша бактерияларға келесі таксономиялық категориялар ұсынылған: класы, бөлімі, реті, туыстастығы, тұқымдастығы, түрі. Түрдің аталуы бинарлық номенклатураға сәйкес, дәлірек айтса екі сөзден тұрады. Мысалы, мерез қоздырғышы Treponema pallidum деп жазылады. Бірінші сөз – тұқымдастығының аталуы, бас әріппен жазылады, екінші сөз түрінің аты кіші әріппен жазылады. Түрді қайталап айтқан кезде тұқымдастығының атынан бас әріпі ғана қалдырылады, мысалы: T. рallidum.

Бактериялар прокариоттарға жатады, дәлірек айтқанда ядроға дейнгі организмдерге, өйткені оларда қабықшасыз, ядрошықсыз, гистонсыз арнайы ядросы болады, ал цитоплазмасында күрделі құрылымдар органеллалар (митохондриялар, Гольджи аппараты, лизосомдар және т.б) болмайды.

Берджидің ескі Нұсқауларында бактериология жүйелігі бойынша бактерияларды жасуша қабырғасының ерекшеліктеріне қарай 4 бөлімге ажыратқан: Gracilicutes – жасуша қабырғасы жұқа, грам теріс бактериялар; Firmicutes – жасуша қабырғасы қалың, грам оң бактериялар; Tenericutis – жасуша қабырғасы жоқ бактериялар; Mendosicutis – жасуша қабырғасында ақауы бар археобактериялар.

Әр бөлім Грам бойынша боялуына, жасуша пішініне, оттегіні қажет етуіне, қозғалғыштығына, зат алмасуы мен қоректенуінің ерекшеліктеріне қарай секцияларға немесе топтарға бөлінген еді.

Берджи Нұсқауының 2-басылымына сәйкес (2001ж) бактерияларды 2 доменге бөледі: «Bacteria» және «Archaea» (2.1.- кесте).

Кесте 2.1.

«Bacteria» және «Archaea» домендерінің сипаттамасы

«Bacteria» домені (эубактериялар)	«Archaea» домені (архебактериялар)
«Bacteria» доменінде келесі бактерияларды атап кетуге болады: · жасуша қабырғасы жұқа, грамтеріс бактериялар٭ · жасуша қабырғасы қалың, грамоң бактериялар٭٭ · жасуша қабырғасы жоқ бактериялар (Mollicutes класы - микоплазмалар)	Архебактерияларының жасуша қабырғасында пептидогликан болмайды. Оларда ерекше рибосомалар мен рибосомалық РНҚ (рРНҚ) болады, «архебактерия» термині 1977 жылы пайда болды. Бұл «архе» қосымшасында көрсетілгендей ежелгі тіршілік пішіндерінің бірі. Бұлардың арасында инфекция қоздырғыштары жоқ.

٭ Жасуша қабырғасы жұқа, грамтеріс эубактерияларды пішіні бойынша ажыратады:

- сфера пішінді, немесе коктар (гонококтар, менингококтар, вейлонеллалар);

- ирекше пішінді – спирохеталар мен спириллалар;

- таяқша пішінді, риккетсиялар да жатады.

٭٭ Жасуша қабырғасы қалың, грамоң бактерияларға жатады:

- сфера пішінді, немесе кокктар (стафилококтар, стрептококтар, пневмококтар);

- таяқша пішінді, сонымен қатар актиномицеттер (бұтақталған жіпше тәріздес бактериялар), коринебактериялар (шоқпар тәріздес бактериялар), микобактериялар мен бифидобактериялар.

Грам-теріс бактериялардың көпшілігі рибосомдық РНҚ-ның ұқсастығына қарап протеобактериялар типіне біріктерілген («Proteobacteria» - өңі құбылмалы грек құдайы Протеустің атына сәйкес). Олар бәріне ортақ фотосинтетикалық ата – тектен тараған.

Грам-оң бактериялар рибосомдық РНҚ-ның зерттелген жүйелілігіне сәйкес – G+C-тің (гендік ұқсастығы) жоғары және төмен қарым-қатынасы бар үлкен бөлімшеден тұрады, олар бөлек филогенетикалық топ болып табылады. Протеобактериялар сияқты бұл топ зат алмасуы жағынан алуан түрлі.

«Bacteria» доменіне 22 тип кіреді, оның ішінде медицинада маңызы барлары:

Proteobacteria типі

Alphaproteobacteriaкласы. Туыстастықтар:Rickettsia, Orientia, Ehrlichia, Bartonella,Brucella

Betaproteobacteria класы. Туыстастықтар: Burkholderia, Alcaligenes, Bordetella, Neisseria, Kingella, Spirillum

Gammaproteobacteria класы.Туыстастықтар: Francisella, Legionella, Coxiella, Pseudomonas, Moraxella, Acinebacter, Vibrio, Enterobacter, Callimatobacterium, Citrobacter, Edwardsiella, Erwinia, Escherichia, Hafnia, Klebsiella, Morganella, Proteus, Providencia, Salmonella, Serratia, Shigella,Yersinia, Pasteurella

Deltaproteobacteria класы: Туыстастық: Bilophila

Epsilonproteobacteriaкласы. Туыстастықтар: Campylobacter, Helicobacter, Wolinella

Firmicutes типі (негізінен грам оңдар)

Clostridia класы. Туыстастықтар: Clostridium, Sarcina, Peptostreptococcus, Eubacterium, Peptococcus, Veillonella (грамтерістер)

Mollicutes класы. Туыстастықтар: Mycoplasma, Ureaplasma

Bacilli класы. Туыстастықтар: Bacillus, Sporosarcina, Listeria, Staphylococcus, Gemella, Lactobacillus, Pediococcus, Aerococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Lactococcus

Actinobacteria типі

Actinobacteria класы. Туыстастықтар: Actinomyces, Arconodacterium, Mobiluncus, Micrococcus, Rothia, Stomatococcus, Corynebacterium, Bifidobacterium, Gardnerella

Clamydiae типі

Clamydiae класы. Туыстастықтар: Clamydia, Clamydophila

Spirochaetes типі

Spirochaetes класы. Туыстастықтар: Spirochaeta, Borrelia, Treponema, Leptospira

Bacteroidetes типі

Bacteroidetes класы. Туыстастықтар: Bacteroides, Porphyromonas, Prevotella

Flavobacteria класы. Туыстастықтар: Flavobacterium

Жасуша қабырғасының құрамының ерекшеліктеріне байланысты бактериялардың бөлінуі Грам әдісі бойынша бояған кездегі түсінің әртүрлілігімен де байланысты болуы да мүмкін. 1884 жылы Даниялық ғалым Х. Грам ұсынған осы әдіске сәйкес, бояудың нәтижесіне байланысты бактериялар грам-оң, көк-күлгін түске боялатындар және грам-теріс, қызыл түске боялатындар деп бөлінеді. Бірақ-та жасуша қабырғасы грам оң типтес деп саналып келген бактериялар (трам теріске қарағанда қалың қабырғалы) мысалы, Mobiluncus туыстастығының және спора түзетін кейбір бактериялар кәдімгі грам оң боялудың орнына грамша теріс боялатындығы анықталған. Сондықтан, бактериялар таксономиясында Грам әдісі бойынша боялғанына қарағанда, жасуша қабырғасының құрылымы мен химиялық құрамының маңызы зор.