Post on 27-Nov-2015
CLASIFICAREA MICROORGANISMELOR
Noţiunea de microorganism nu are semnificaţie taxonomică, reuneşte un grup heterogen de organisme diferite ca poziţie sistematică.
Trei proprietăţi comune ale microorganismelor
1.Toate au dimensiuni microscopice
2.În general au organizare unicelulară.
3.Structura lor internă este relativ simplă,
comparativ cu a macroorganismelor.
Heterogenitatea microorganismelor este definită
de alte trei caracteristici:
1.- poziţia sistematică a microorganismelor este
foarte diferită;
2.- activităţile biologice (fiziologice) pe care le
desfăşoară sunt foarte diversificate
3.- morfologia si structura internă a diferitelor
grupe de microorganisme sunt foarte diferite.
Clasificarea microorganismelor
Procariote
• Eubacteria (bacterii adevărate);
• Cyanobacteria (fostele “alge” albastre-verzi)
• Archaea, un grup de microorganisme asemănătoare cu
bacteriile adevărate, din punct de vedere morfologic şi
structural.
Eucariote
• Fungii microscopici, cu un număr mare de reprezentanţi;
1.Levurile (drojdiile).
2.Mucegaiurile (fungi filamentoşi);
• Algele microscopice
• Protozoarele.
Conform clasificării în 5 regnuri
microorganismele sunt repartizate în 3 dintre ele
•Regnul MONERA
Eubacteria
Archaea
Cyanobacteria
•Regnul PROTISTA
Protophyta
Protozoa
•Regnul FUNGI
Drojdiile
Fungii filamentoşi (mucegaiuri)
Conform clasificării în trei domene microorganismele
sunt prezente în toate dintre ele :
Regnul Monera cuprinde microorganisme a căror celule sunt primitive, de tip procariot, lipsite de
nucleu adevărat şi de organite celulare nespecifice, dar cu un înveliş suplimentar numit perete celular.
nu au nucleu adevãrat ci un cromozom haploid format dintr-o moleculã circularã de ADNlipsite de organite celulare comune cu excepţia ribozomilorau perete celular rigidSe divid direct
Methanosarcina acetivorans
REGNUL MONERA
Acest regn este integral reprezentat de
microorganisme. Caracterul de bază al
acestei grupe sistematice este lipsa
nucleului structurat
1. Subregnul ARCHAEA
Originea filogenetică distinctă se
bazează pe secvenţa nucleotidelor din ARNr
corelată cu maniera unică în transferul ARN.
Multe specii nu conţin acid muramic, de aceea
nu formează peptidoglican. Morfologic pot
apare sub formă de coci, bastonaşe, filamente
sau au o formă neregulată. Multe specii sunt
pleomorfice (pot avea forme diferite). Sunt
Gram-negative şi nu formează endospori.
Multe specii au flageli. Include specii
metanogene, strict halofile şi termoacidofile.
REGNUL MONERA
Methanobrevibacter ruminantium trăieşte în
stomacul rumegătoarelor ca endosimbiont.
Este absolut indispensabil acestora alături de
alte specii de bacteri şi de protiste.
1. Subregnul ARCHAEA
Methanolobus vulcani a fost identificat
în craterele unor vulcani oceanici abisali.
Arhebacteriile halofile trăiesc în apele sărate sau alcaline. În mediile extreme trăiesc
sub formă de spori. Formele halofile sunt aerobe.
Halobacterium salinarium
trăieşte în apele hiperhaline.
Halobacterium sodomense se
întâlneşte în apele cu înalte
concentraţii de magneziu.
Arhebacteriile termoacidofile se găsesc în apele sulfuroase de pe fundul oceanelor, în unele „hot springs”, în sursele geotermale, în geizere, în conurile încă active ale unor vulcani submarini etc. Au pereţii celulari foarte rezistenţi la acizi deoarece sunt formaţi din glicoproteine dispuse sub formă de hexagoane.
Sulfolobus acidocaldaricus trăieşte în apele fierbinţi la 90º C şi la un pH de 1 sau 2.
Thermoplasama acidofilum a fost izolată din geizerele firbinţi din Parcul Naţional Yellowstone
REGNUL MONERA
2. Subregnul EUBACTERIA
În funcţie de prezenţa şi particularităţile de structură ale peretelui celualr,
Gibbson şi Murray (1978) au propus clasificare a procariotelor în diviziuni
categorii:
Firmacutes (lat. firmus – tare; cutis – piele, înveliş): bacterii Gram – pozitive
cu perete celular gros, lipsit de membrană externă.
Gracilicutes (lat. gracilis– subţire; cutis – piele, înveliş): bacterii Garm-
negative cu perete celular subţire şi cu membrană externă în structura sa.
Mollicutes (lat. mollis – moale, delicat; cutis – piele, înveliş): bacterii lipsite
de perete celular care similar bacteriilor Gram-negative nu acceptă coloraţia după
Gram.
Diviziunea GRACILICUTES
Cuprinde bacterii Gram-negative ce
prezintă un perete cu o structură complexă
formatdin straturi externe şi interne fine de
peptidoglican (care conţine acid muramic) şi
un variat complex de alte componente între
aceste straturi fine. Celulele sunt de formă
sferică, ovală,curbată, helicală sau
filamentoasă. Unele dintre aceste forme pot
fi acoperite cu o teacă (capsulă).
Reproducerea se realizează prin
diviziune binară sau multiplă
(Pleurocapsales). Nu formează endospori.
Se pot forma mixospori la Myxobacteriales.
Cele mai multe specii sunt parazite
obligatorii intracelulare.
Diviziunea Molicutes (MYCOPLASMA)
Micoplasma bovis
Micoplasmele au un aspect morfologic variat, de la coci cu diametrul de 300 nm la forma alungita (de sticla sau plosca), pana la forma filamentoasa. Micoplasmelesunt cele mai mici organisme autoreplicante vii. Din cauza lipsei peretelui celular, prezinta forme diferite, nu se coloreaza cu metoda Gram si nu sunt susceptibile la majoritatea antibioticelor, incluzand betalactaminele. Prezinta cel mai mic genom, comparativ cu celelalte bacterii, format dintr-o molecula de ADN circular. Avand capacitate limitata de codificare a biosintezelor necesare existentei, sunt obligate sa aiba o viata de tip parazitar, nevoile nutritionale complexe fiind asigurate de celula gazda. Anumite specii poseda un numar minim de gene, implicate in metabolismul energetic si de biosinteza, dar au toate genele necesare pentru replicarea ADN, pentru transcriptie si translatie.
Diviziunea FIRMICUTES
Procariote Gram-pozitive. Peretele este puternic şi durabil.
Celulele au formă de coci, filamente sau bacili, neramificate.
Prezintă diviziune binară. Formează endospori sau spori pe
hife. Sunt heterotrofe, aerobe, anaerobe sau facultativ anaerobe
Încrengătura ENDOSPORAGenuri:Bacillus ; Sporosarcina; Sporomusa,
Sporolactobacillus; Lactobacillus ; Heliobac
terium ; Peptococcus,;Peptostreptococcus,
Sporosarcina;Streptococcus
Bacillus anthracis
Sporosarcina urea Lactobacillus bulgaricusStreptococcus aureus
SUBREGNUL CYANOBACTERIA
Bacterii fotosintetizante care
prezintă un aparat fotosintetic
particular. Se mai numesc alge
albastresau alge albastre-verzi.
Peretele celular are o
structură tipică pentru bacteriile
Gram-negativeşi este frecvent
acoperit de o teacă gelatinoasă,
polizaharidică sau fibroasă.
Genomul este reprezentat de o
moleculă de ADN dublu helicală,
circulară, de dimensiuni variabile .
Cianobacteriile sunt foarte răspândite în natură în toate mediile.
Unele trăiesc chiarşi în deşert, în izvoarele termale până la
temperaturi de 75ºC. Provoacă „înflorirea” apelor.Unele specii trăiesc
în simbioză cu alte plante, formează talul lichenilor etc.
•are toate caracterele celulelor evoluate•nucleu •organite celulare comune•nu are perete celular•se divide prin direct sau prin mitoza
Regnul Protista cuprinde microorganisme a căror celule
sunt evoluate, de tip eucariot, cu nucleu şi organite
celulare nespecifice cum sunt reticolul endoplasmatic,
ergastoplasma etc.
Celula de tip eucariot
Algele sunt microorganisme acvatice, fotosintetizante, de la dimensiuni microscopice pâna
la forme gigante, pluricelulare, filamentoase.
Protozoarele sunt microorganisme unicelulare eucariote,
evoluate structural şi în general mobile, asemnănându-se cu
celulele animale. Cele de interes medical se încadrează în 4
clase: flagelata, rhizopoda, sporozoa şi ciliata.
REGNUL FUNGI
Cuprinde 2 diviziuni de microorganisme:
Fungi filamentoşi şi
Levuri (drojdii)
DROJDII (LEVURI)
Drojdiile - un grup complex şi eterogen de microorganisme
monocelulare de tip eucariot (celule cu nucleu diferenţiat),
care se înmulţesc prin înmugurire, ca formă generală de
reproducere şi în mod particular prin ascospori formaţi pe
cale asexuată şi sexuată.
Denumirea de levuri provine de la verbul „lever” (limba
franceză – a ridica) ce sugerează creşterea în volum a
aluatului la fabricarea pâinii.
Importanţă şi rol
Caracteristica
principală
Capacitatea de a produce fermentarea
glucidelor simple cu formare de alcool etilic
şi dioxid de carbon
Utilizate ca sursă de proteine în alimentaţia umană, cu denumirea de SCP
(single cell protein – proteine din monocelulare) sau în alimentaţia
animalelor, deoarece pe lângă 45-55% proteină brută/100 g s.u., aduc în raţie
aminoacizi (lizină etc.) şi vitamine ale grupului B (tiamină şi riboflavină).
În microbiologia industrială, din biomasă de drojdie se obţin:
extracte (plasmolizate, autolizate), folosite ca aditivi alimentari sau
pentru îmbogăţirea în substanţe azotate a mediilor de cultură destinate
fermentaţiilor;
vitamine hidrosolubile: B1, B2, PP, ergosterol;
enzime: β-fructofuranozidaza şi β-galactozidaza;
prin hibridizări şi inginerie genetică, din mutanţi ai speciei Saccharomyces
cerevisiae s-a obţinut interferonul – substanţă cu efect antiviral şi citostatic.
Răspândire în natură
În sol în straturile superficiale până la adâncimi
de aprox. 30 cm, în concentraţii de 102 – 105/g.
În aer
În ape
din sol, prin acţiunea unor factori
(fizici, mecanici, biologici)
din sol şi aer - unele specii pot fi
întâlnite chiar la adâncimi de 4000 m.
În regnul
vegetalpe suprafaţa frunzelor, fructelor, florilor, în rădăcini
În regnul
animal
sunt prezente în microflora intestinală şi se elimină
natural prin produse de dejecţie; în cantităţi
mai reduse se întâlnesc în cavitatea bucală şi pe piele
Caractere morfologice generaleCelula de drojdie are în mod obişnuit formă sferică, ovală sau
cilindrică, cu dimensiuni medii de 4-14 µm.
forma ovală
(elipsoidală)g. Saccharomyces
forma sferică g. Torulopsis
forma apiculată
(de lămâie)
g. Kloeckera
şi Hanseniaspora
forma de butelie g. Saccharomycodes
Prin cultivarea celulelor de drojdie pe medii nutritive solide sau solidificate, în cazul în
care la suprafaţă se află o celulă unică, rezulta prin înmugurire succesivă o biomasă de
celule de acelaşi fel, respectiv o colonie cu caractere morfologice specifice. Coloniile de
drojdii au diametrul între 0,2-2 cm au aspect cremos, lucioase sau mate, de culoare în
general alb-crem; În funcţie de specie, colonia în secţiune poate avea un profil lenticular,
semicircular sau triunghiular cu perimetrul circular, umbonat, cu margini ondulate.
Structura celulei de drojdie
Organizarea internă a celulei de
drojdie:
cm - cicatrice mugurală
G - corp Golgi
L - incluziuni lipidice
Lz - lizozomi
Mt - mitocondrie
N - nucleu
n - nucleol
Pc - perete celular
Pl - plasmalemă
RE - reticul endoplasmatic
V - vacuolă
In - înveliş nuclear prevăzut cu pori
Ipl - învaginări plasmalemale
Caractere fiziologice generale ale drojdiilor
DROJDIILE
C6H12O6 -----→ 2CH3-CH2-OH + 2CO2 + 117kj
În condiţii
anaerobe
În condiţii
de aerare
6O2
C6H12O6 -----→ 6CO2 + 6H2O + 2840 kj
Fermentaţia
alcoolică
Acumulare
de biomasă
Celulele de drojdie, în funcţie de condiţiile de cultivare si vârstă
pot prezenta activitate metabolică diferenţiată concretizată prin
trei stări în care se pot afla celulele si anume:
starea de metabioză (activă), în care celulele au activitate
metabolică maximă. În condiţii favorabile de cultură, celulele
cresc, se reproduc şi acumulează intracelular substanţe de
rezervă glicogen şi trehaloză;
starea de anabioză (latentă), celulele îşi menţin
caracteristicile vitale, dar nu se pot înmulţi. Această stare apare
când substanţele nutritive ale mediului sunt epuizate, iar celulele
consumă din substanţele de rezervă intracelulare;
starea de autoliză (moartea fiziologică). Se produce o
solubilizare a compuşilor intracelulari sub acţiunea enzimelor
proprii celulei.
Caractere fiziologice generale ale drojdiilor
Reproducerea drojdiilorForma generală de reproducere a drojdiilor este înmugurirea
vegetativă (calea asexuată) care are la bază un proces simplificat de
mitoză, când din celula mamă se formează noua celulă, identică din
punct de vedere genetic.
Unele drojdii au capacitatea de a se înmulţi prin sporulare, ce poate
avea loc pe cale asexuată (prin procesul de meioză) şi pe cale
sexuată (prin procese de copulare). Sporularea este condiţionată
genetic are loc în anumite condiţii de mediu.
Înmugurirea la drojdii:
1 - mugure; 2 - canal de legătură; 3 - nucleu; 4 - vacuolă adiacentă
nucleului; 5 - nucleol.
Ciclul de viaţă a drojdiilor din genul Saccharomyces
Fungii miceliali MucegaiuriMucegaiuri – microorganisme a căror celule sunt de tip eucariot. Mucegaiurile se reproduc prin spori obţinuţi pe cale sexuată sau asexuată
Activitatea mucegaiurilor este foarte complexă,
datorită capacităţii de a produce o gamă largă de
enzime: amilaze sintetizate în scopul degradării
amidonului; proteaze sintetizate în scopul degradării
proteinelor; celulaze – degradează celuloza; lipaze –
degradează lipidele.
Mucegaiurile, împreună cu bacteriile şi
actinomycetele, contribuie la formarea humusului –
rezerva de substanţe minerale ale solului care dau
fertilitate solului.
Penicillium
Trichoderma
Fusarium