Curs 2 Morfo

Noţiuni de morfologiebacteriană

Obiective

1. Principalele genuri bacteriene implicate înpatologia umana

2. Dimensiunea, forma si gruparea bacteriilor3. Structuri bacteriene obligatorii si

facultative. Rol.4. Coloratii uzuale

Principalele genuri bacterieneimplicate în patologia umana

• Taxonomie = stiinta care stabileste regulile de grupare siclasificare (in lumea vie si nu numai)

• Taxon (Taxa – la plural) = unitate de clasificare

Ex. Domeniu ARCHAEA, BACTERIA, EUCARYAphilum

regnclasa

ordinfamilie

genspecie

1

Taxis gr. = Ordine

Principalele genuri bacterieneimplicate în patologia umana

• Staphylococcus

• Streptococcus

• Neisseria• Enterobacteriaceae (Familia)

• Bacili Gram negativi nefermentativi

• Corynebacterium• Haemophilus

• Bordetella

• Bacillus• Clostridium

• Mycobacterium

• Treponema, Leptospira, Borrelia• Chlamydia

• Mycoplasma

• Ricketsia

1

În prezent, bacteriile se clasificã dupãcriterii stabilite de ComitetulInternational de Sistematicã a Uniunii Internationale a Societãtilorde Microbiologie .

Acest comitet editeazã, la intervaleregulate, de exemplu, un manual încare se prezintã ultimele modificãriale taxonomiei bacteriene si care se numeste Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology.

Dimensiunea bacteriilor

• Diametrul mediu - 0.5 - 2.0 µm(Hematia are 7.5 µm in diam.)

• Suprafata medie ~12 µm2

• Volumul mediu ~4 µm3

• Raportul S / V: 3:1 (la celula eucariota raportul este 0.3:1)

HEMATIE

BACTERIE

2

Blood smear: fulminant pneumococcal bacteremia

http://dx.doi.org/10.1182/blood-2012-07-444406

2

Coci – 0,8 – 1 mm

- rotunzi (sferici) - izolati - micrococii- gramezi neregulate – Staphylococcus- tetrade - Gaffkya- cate 8 – Sarcina- in lanturi – streptococii- ovalari - izolati, diplo, lanturi scurte - enterococi- lanceolati - in diplo - Streptococcus pneumoniae- reniformi - in diplo – Neisseria

2

Bacili – bastonase1,5 – 10 µm lungime / 0,2-0,3 µm grosime

extremitati :- rotunjite – enterobacterii- taiate drept – Bacillus anthracis- maciucate – bacilul difteric- ascutite – Fusobacterium

grupare: - in diplo – Klebsiella pneumoniae- in lanturi – Bacillus anthracis- sub forma de litere chinezesti – Bacilul difteric- in palisada - Bacilul difteric

2

Cocobacili – 1 – 1,5 mm lungime / 0,4-0,8 mm grosimeEx. Bordetella pertussis, Haemophilus influenzae

Vibrioni – incurbati – Ex. Vibrio cholerae

Spirili si spirochete

- corp lung, spire stranse sau laxe- Ex. Borrelia, Treponema, Leptospira

Actinomicete- formează filamente sau hife lungi şi ramificate care se rup, rezultând

forme bacilareEx. Actinomyces

Forme L – forma variabila, nu au perete celular- sferoplasti- protoplasti

2

Kayser, Medical Microbiology, 2005

3

“Functions must be understood in term of structures ,structures must be understood in term of chemistry”

1974laureat al Premiului Nobel

pentru fiziologie si medicina

“pentru descoperiri privindorganizarea funcțională a celuleice au avut un rol esențial îndezvoltarea biologiei celularemoderne”

George Emil Palade(1912 - 2008)

Foto: nobelprize.org

3

Structuri bacteriene obligatorii

- citoplasma- material nuclear- ribozomi- perete celular- membrana citoplasmatica- mezozomi- incluzii

3

CITOPLASMA

• Bazofila – la MO

• 80% apa• Sistem coloidal in stare de gel :cu proteine,

zaharuri, lipide, saruri anorganice• Nu are curenti interni ca cel eucariota

mentine pozitia structurilor interne• Contine: membrana citoplasmatica, ribozomi,

mezozomi, incluzii citoplasmatice

3

MATERIALUL NUCLEAR(NUCLEOPLASMA, NUCLEOID)

• ADN – bazofila mascata de bazofilia citoplasmei bogata in ARN

• Formata din cromozom unic, molecula ADN dublu catenar– 1 – 2 mm suprahelicat in jurul unui miez de ARN• 6000 gene• 2500 nucleotide / gene• La MO – vizibila dupa hidroliza ARN – corpuscul oval,

haltera, V in functie de stadiul diviziunii• La TEM - ghem de fibre 2-6 nm• Controleaza structura, cresterea si multiplicarea

bacteriana• NU EXISTA NUCLEOL si MEMBRANA NUCLEARA

3

MATERIALUL NUCLEAR(NUCLEOPLASMA, NUCLEOID)

Electron micrograph of Streptococcus pyogenes by Maria Fazio and Vincent A. Fischetti, Ph.D. with permission. The Laboratory of Bacterial Pathogenesis and Immunology, Rockefeller University. Todar’s Online Textbook of Bacteriology

3

Ribozomii

• “Corpusculii lui Palade”• Sinteza proteica• 10-20 nm• 70S 30 S si 50 S reunite in complex

stabilizat de Mg++ si poliamine• extrem de numerosi (20000 / celula)• In ME – polisomi pe lant ARNm

http://dtc.pima.edu/blc/182/lesson4/prokaryotes/prokaryoteimages/bacteriumcolor2.gif

3

Perete celular

• PEPTIDOGLICAN – lipseste la archebacterii si la Mollicutes (eubacterii)• Macropolimer din dizaharide aminate

– NAG – N acetilglucozamina– NAM – acid N-acetil muramic

– Structuri liniare (lanturi de glican) solidarizate intre ele prin punti peptidice(esential D-ala-D-ala )

- Sinteza sub actiunea enzime de pe fata ext a membranei citoplasmatice cu rolde transpeptidaze si transglicozilaze (generic numite PBP proteine de legarea penicilinelor) (Penicilina este analog structural al D-ala-D-ala: se fixeaza peaceste proteine si inhiba sinteza peptidoglicanului)

ROL• RIGID (exceptie Spirochete)• DA FORMA bacteriilor• Rezistenta la pres osmotica interna f mare (20 atm)SFEROPLASTI (au resturi de perete) sau protoplasti (nuzi) – forme L

3

Perete celular la Gram pozitiveGros, omogen, retea tridimensionala vezi schita• Se asociaza cu :

- acizi teichoici (a.t.) 50% din greutatea uscata- a.t. de perete- a.t. de membrana

• Polimeri de ribitol sau glicerol fosfati• Stabilizeaza peretele• Leaga ionii de Mg si permite functionare enzimelor membraneicelulare• Antigene majore de S- acizi teichuronici (contin acid uric si polizaharide neutre)

– antigenici, subtipare streptococi si lactobacili- lipoglicani (glicolipide)

3

Perete celular la Gram pozitive

Kayser, Medical Microbiology © 2005 Thieme

3

Perete celular la Gram pozitive

Strctura peptidoglican la Staphylococcus aureus

G = N-acetyl-glucosamine; M =N-acetyl-muramic acid; L-ala = L-alanine; D-ala = D-alanine; D-glu = D-glutamic acid; L-lys = L-lysine

3

Perete celular la Gram negativeSubtire- Structura neomogena retea bidimensionala, laxa- 15-20% din greutatea uscataAsociaza:1 - membrana externa

- Intern fosfolipide- Extern LPZ- Proteine flotante – porine (Omp A,C,D,F) proteine de transport si enzime

2 – LP - leaga membrana externa de peptidoglican3 – Lipopolizaharidul (LPZ) - Heteropolimer liniar pe suprafata membr. externe

3

Perete celular la Gram negative


3

Perete celular la Gram negative

Structura LPZ:– Lipid A - unitati dizaharidice fosoforilate glucozamina legate prin punti pirofosfatde beta acizi grasi 10-17 C (profund)

– Miez POLIZAHARIDIC – Ag R si activator al Complementului

– Unitati zaharidice repetate – Ag O (la exterior)

3

INCLUZII CITOPLASMATICE

• Se observa la MO• Caractere taxonomice• Rezerve de nutrienti• Polimetafosfat – Corynebacterium – corpusculi Babes

Ernst – incluzii de volutina• Polizaharide: amidon (Clostridium, Neisseria) sau

glicogen (Bacillus)• Lipide – polimeri de beta-hidroxiacizi grasi cu lant scurt –

Bacillus, Pseudomonas

3

MEZOZOMII

• Invaginari ale membranei citoplasmatice,in contact cu materialul nuclear• Replicarea cromozomului• Sediul unor enzime hidrolitice

3

Structuri bacteriene facultative

• flageli• pili• endospori• capsula

3

FLAGELI• Rol in mobilitate

• FLAGELINA (Proteina) – antigenica (Ag H) –specificitate de tip la Salmonella

• Clasificare bacterii dupa numarul si dispunereaflagelilor

– Atriche – fara flageli– Monotriche - 1 flagel - A– Lophotriche – grupati la un capat - B– Amphitriche - la ambele capete - C– Peritriche - in jurul bacteriei - D

3

FLAGELI• 6 -20 µm, flexuroase• Se obs miscarea pe/in mediu (ex. proteus si mediu MIU)• Se obs la ME structura:

– Filament

– Carlig

– complex bazal (inele)

• La Gram (+) – inel M in membrana citoplasmica si inel S supramembranar• La Gram (-) – 4 inele M, S, P in structura peptidoglican) si L (in membrana

externa)• Flux protoni intre inelele M si S rotatia carlig• Exista variante (fibre axiale) la spirochete – in spatiul periplasmic, in jurul

protoplastului sau axistil

Ultrastructura unui flagel

3

FLAGELI

E. coli with flagella and

fimbriae© Dennis Kunkel Microscopy, Inc.

TEST DE MOBILITATEhttp://www.jlindquist.net/generalmicro/dfmotility.html

A Desulfovibrio species. TEM. About 15,000X

3

PILI• Comuni (fimbrii) – peritrichi – rol adezine / receptori pt

bacteriofagi• Sexuali – nr mic, la bact Gram Negative – rol in

conjugarea bacteriana (transfer material genetic)

• Organite mai scurte si mai groase decat flagelii, rigide, 75-100 Angstromi.

• Vizibile la ME• Codificate plasmidic• Contin Pilina (proteina)

3

ENDOSPORII BACTERIENI• Forme de rezistenta – Bacillus, Clostridium• Structuri codificate de gene represate in conditii vegetative• Caracter taxonomic important• Dispunere: central (B. anthracis), subterminal (B. cereus), terminal

(bacilul tetanic)• Dimensiuni: > sau < corpul bacterian• Apa si nutrientii activeaza o enzima autolitica ce ataca cortexul


Todar's Online Textbook of Bacteriology

3

ENDOSPORII BACTERIENI

Todar's Online Textbook of Bacteriology

3

ENDOSPORII BACTERIENI• Structura:– protoplast deshidratat cu dipicolinat de calciu - termorezistenta– Invelisuri:

• Perete sporal – peptidoglican• Cortex – peptidoglican sensibil la enzime autolitice• Tunica interna – proteica – cisteina si legaturi S- S – rezistenta la

s. chimice si radiatii• Tunica externa – proteica

3

CAPSULA

Se evidentiaza prin coloratii speciale Ex tus de India, dar sialbastru de metilen si Gram

• Factor de virulenta• Rezistenta la fagocitoza• Antigenica• Aderenta

Bacterial capsules visualized by various techniques. Left. Streptococcus pneumoniae -India ink capsule outline (K.Todar);

3

Curs 2 Morfo

Documents

Transcript of Curs 2 Morfo