Лекція 3. Морфологія, систематика дріжджів та плісеневих грибів. Віруси та фаги

План лекції

1. Особливості будови і форми дріжджових клітин.

2. Способи розмноження дріжджів.

3. Класифікація дріжджів.

4. Будова цвілевих грибів.

5. Способи розмноження цвілевих грибів.

6. Віруси та фаги.

Гриби мають чітко оформлене ядро і відносяться до еукаріот. Вони більші за бактерій, в еволюційному плані близькі до рослин (наявність клітинної стінки, що містить хітин або целюлозу, вакуолей з клітинним соком, відсутність руху, видимий рух цитоплазми). Ядерний матеріал грибів відокремлений від цитоплазми ядерною мембраною. Дріжджові гриби утворюють окремі овальні клітини. Цвілеві гриби формують клітинні ниткоподібні структури - гіфи. Міцелій - переплетення гіф - основна морфологічна структура. У нижчих грибів міцелій одноклітинний, не має внутрішніх перегородок (септ).

Гриби розмножуються статевим і нестатевим (вегетативним) способом. При вегетативному розмноженні утворюються спеціалізовані репродуктивні структури – спори - конідії. Вони можуть розташовуватися у спеціалізованих органах - спорангіях (ендоспори) або відмежовуються від плодоносних гіф (екзоспори). Рідше спостерігають утворення спор усередині клітин (оідії), що є сегментами гіф.

Дріжджові клітини розмножуються брунькуванням, міцелій не утворюють. Статеве розмноження включає взаємодію спеціалізованих клітин, які мають істотні відмінності по морфології. І тому саме ці ознаки і використовуються як дифференціально-діагностичні.

Для більшості видів грибів, які мають медичне значення, характерна наявність конідій (або екзоспор), які є органами нестатевого розмноження, а відповідно і класифікаційними ознаками. Розрізняють бластопори, хламідоспори, артроспори, конідіоспори. Бластоспори - прості структури, які утворюються у результаті брунькування, з подальшим відділенням бруньки від батьківської клітини, наприклад у дріжджових грибів. Хламідоспори утворюються в результаті збільшення гіфальних клітин із утворенням товстої оболонки, яка захищає спори від несприятливих умов довкілля. Артроспори - спори, що утворюються шляхом фрагментації гіф на окремі клітини. Вони зустрічаються в дріжджеподібних грибів, збудника кокцідіоза, тканинних форм дерматофітів у волосі, шкірних лусочках та у нігтях. Конідіоспори - зрілі зовнішні спори, які виникають на диференційованих кондіофорах (конідіоносцях) та відрізняються від інших ниток міцелія формою і розмірам (аспергіл, пеніцил) або розташовані із боків та на кінцях будь-якої гілки міцелія, прикріплюючись до неї безпосередньо або тонкою ніжкою.

До ендоспор справжніх грибів відносять спорангіоспори мукорових грибів, що розвиваються у спеціальних органах (спорангіях), розташованих на вершині спорангієносця. Спори вивільняються у результаті розриву стінки спорангія. Ендоспори виявляють також в тканинних форм збудників кокцидіоза. Вони розвиваються у сферичних утвореннях - сферулах, і при розриві стінки зрілої сферули потрапляють в зовнішнє середовище.

Основна функціональна відмінність спор у бактерій і грибів: у бактерій спори забезпечують перенесення несприятливих умов довкілля, у грибів - спосіб розмноження.

Морфологічна характеристика актиноміцетів (променистих грибів). Актиноміцети - форми бактерій, які мають несегментований міцелій. Міцеліальна (у вигляді ниток, що розгалуджуються) будова цих грампозитивних бактерій додає їм зовнішню схожість із грибами. Ця схожість посилюється внаслідок наявності у вищих форм актиноміцетів зовнішніх нестатевих спор, які називаються конідіями. На відміну від грибів, актиноміцети мають прокаріотичну будову клітини, у клітинній стінці відсутній хітин або целюлоза, розмножуються тільки нестатевим шляхом. Міцелій актиноміцетів поділяють на субстратний (у субстраті) і повітряний. До нижчих актиноміцетів відносять мікобактерії та актиноміцети. Представники роду Mycobacterium, до яких входять збудники туберкульозу, є кислотостійкими мікроорганізмами, погано фарбуються. Їх висока резистентність у зовнішньому середовищі, кислотостійкість та ряд інших властивостей пов'язані із особливим складом клітинної стінки, яка містить велику кількість ліпідів та воску. У представників Actinomyces і Nocardia міцелій виражений краще, проте у старих культурах вони також проявляють тенденцію до фрагментування на окремі клітини неправильної форми. Мікроорганізми роду Actinomyces є анаеробами, Nocardia - аеробами, кислотостійкими.

Мікроорганізми, що відносять до вищих актиноміцетів (роду Streptomyces, Micromonospora) утворюють міцелій і розмножуються зовнішніми нестатевими спорами або конідіями. Природним середовищем існування для більшості є грунт. Проте ряд видів актиноміцет і нокардій можуть інфікувати рани і викликати утворення абсцесів.

Відкриття вірусів Д.І. Івановським у 1892 р. поклало початок розвитку науки вірусології. Швидкому розвитку цієї науки сприяли винахід електронного мікроскопа, розробка методу культивування мікроорганізмів у культурах клітин. Слово “вірус” у перекладі з латинського - отрута (тваринного походження). Цей термін застосовують для позначення унікальних представників живої природи, що не мають клітинної (еукариотичного або прокариотичного) будови, характеризуються облігатним внутрішньоклітинним паразитизмом (не можуть жити поза клітиною). У даний час вирусологія - наука, яка бурхливо розвивається, і це пов'язано із рядом причин:

- провідною роллю вірусів в інфекційній патології людини (приклади - вірус грипу, ВІЧ - вірус імунодефіциту людини, цитомегаловірус і інші герпесвіруси) на фоні практично повної відсутності засобів специфічної хіміотерапії;

- використанням вірусів для вирішення багатьох фундаментальних питань біології та генетики.

Основні властивості вірусів ( і плазмід), за якими вони відрізняються від живої решти світу.

1. Ультрамікроскопічні розміри (вимірюються в нанометрах). Великі віруси (вірус віспи) можуть досягати розмірів 300 нм, дрібні - від 20 до 40 нм.

1мм = 1000 мкм, 1мкм = 1000 нм.

2. Віруси містять нуклеїнову кислоту лише одного типу - або ДНК (ДНК- віруси) або РНК (РНК- віруси).

3. Віруси не здатні до росту та бінарного поділу.

4. Віруси розмножуються шляхом відтворення себе в інфікованій клітині господаря за рахунок власної нуклеїнової кислоти генома.

5. У вірусів немає власних систем мобілізації енергії та білок- синтензуючих систем, у зв'язку з чим вони є абсолютними внутрішньоклітинними паразитами.

6. Місце існування вірусів - це живі клітини - бактерії (це віруси бактерій або бактеріофаги), клітини рослин, тварин і людини. Усі віруси існують у двох якісно різних формах: позаклітинній - віріон і внутрішньоклітинній - вірус. Таксономія цих представників мікросвіту грунтується на характеристиці віріонів - кінцевої фази розвитку вірусів.

Будова (морфологія) вірусів. 1. Геном вірусів утворюють нуклеїнові кислоти, представлені одноланцюговими молекулами РНК (у більшості РНК-вірусів) або дволанцюжковими молекулами ДНК (у більшості ДНК- вірусів).

2. Капсид - білкова оболонка, в яку упакована нуклеїнова кислота генома. Капсид складається із ідентичних білкових субодиниць- капсомерів. Існують два способи складання капсомерів у капсид- спіральний (спіральні віруси) та кубічний (сферичні віруси). За спіральної симетрії білкові субодиниці розташовуються по спіралі, а між ними, також по спіралі, укладена нуклеїнова кислота генома (ниткоподібні віруси). За кубічного - віріони можуть бути у вигляді многогранників, і найчастіше двадцятигранники - ікосаедри.

3. Просто влаштовані віруси мають лише нуклеокапсид, тобто комплекс генома із капсидом і називаються “голими”.

4. У інших вірусів зверху капсида є додаткова мембраноподібна оболонка, що утворюється вірусом у момент виходу з клітки хозяина- суперкапсид. Такі віруси називають “одягненими”. Окрім вірусів, є ще більш просто організовані форми - плазміди, віроїди та пріони.