Microbiologie - Bacterii

download Microbiologie - Bacterii

of 31

  • date post

    14-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    665
  • download

    11

Embed Size (px)

Transcript of Microbiologie - Bacterii

BACTERII

Bacteriile sunt microorganisme monocelulare de tip procariot cu un cromozom unic, cu dimensiuni medii ntre 0,5-0,8 m, care se nmul esc asexuat prin sciziune binar , izomoforf . R spndire i rol n solRezervorul natural al bacteriilor este solul unde concentra ia de celule poate ajunge la valori de 107-109/g att n straturile superficiale (bacterii aerobe), ct i n straturile de profunzime (bacterii anaerobe). Din sol, bacteriile s-au adaptat s tr iasc n ape, unde concentra ia de celule poate fi ntre 10/cm3 n apa de izvor, pn la valori de 1012/cm3, de exemplu, n ape fecalo-menajere. Bacteriile se pot ntlni la adncimi mari n apa m rilor i oceanelor, n ape termale. Existen a n aer a bacteriilor este temporar i prin intermediul curen ilor de aer sunt r spndite la distan e foarte mari. Din aer, sunt antrenate din nou n sol prin intermediul precipita iilor atmosferice.

n ap

n aer

Rolul bacteriilor n natur

i n industrie

Rol imens n transformarea compu ilor macromoleculari n compu i simpli, prin mineralizarea materiei organice nevii, contribuind astfel la realizarea natural a circuitului unor elemente de importan vital : carbon, azot, sulf, fosfor, fier .a. F r activitatea bacteriilor agen i ai putrefac iei p mntul s-ar transforma treptat ntr-un uria cimitir. n industria alimentar bacteriile lactice la fabricarea produselor lactate, a brnzeturilor, n industria panifica iei, la conservarea legumelor, m slinelor, furajelor verzi etc. bacteriile propionice la fabricarea brnzeturilor tip schwaitzer bacteriile acetice fermenta ia alcoolului etilic ob inerea industrial a o etului

Rolul bacteriilor n naturPe c i biotehnologice

i n industrie

enzime, proteine, aminoacizi, acid lactic, acid acetic, solven i (aceton , alcool izopropilic, alcool butilic) hormoni insulina produs de un mutant de Escherichia coli ngr minte biologice Azotobacter

insecticide biologice Bacillus thuringiensis antibiotice Streptomyces sp. vitamine de ex. vitamina B12 Propionibacterium shermani n industria alimentar bacterii agen i de alterare a produselor alimentare (acrirea berii, vinului, putrefac ia c rnii .a.) bacterii patogene ingerare alimente contaminate toxiinfec ii alimentare bacterii patogene pot s paraziteze organismele vii dnd mboln viri grave (tuberculoza, febra tifoid , dizenteria, sifilis, bruceloza, antrax, .a.), bacterioze la plante

Caractere morfologice ale bacteriilorForme de baz ale bacteriilor

forma sferic denumit coccus, n care sfera este perfect , de exemplu la micrococi sau ovalar , de exemplu la enterococi, lanceolat la pneumococi i reniform la gonococi; forma bacilar cilindric - cel mai frecvent ntlnit , este denumit i bacterium. Formele pot fi drepte cu capete rotunjite genul Enterobacter, cu capete retezate genul Bacillus, fusiforme, m ciucate genul Corynebacterium, cu diametru variabil genul Mycobacterium; dintre formele spiralate-elicoidale, specifice bacteriilor patogene, fac parte: forma vibrio, forma spirillum sub forma unor filamente rigide cu spire largi, forma spirocheta sub forma unor filamente flexibile cu mai multe spire; formele filamentoase - caracteristice bacteriilor miceliene cu habitatul n sol i ape (actinomicete, chlamydobacterii etc.).

Structura celulei bacteriene Celule de tip procariot un singur cromozom amplasat ntr-un nucleoid lipsit de membran nuclear celula nu con ine organite prev zute cu membran p r ile componente: peretele celular i structuri extraparietale membrana plasmatic structuri interne

Peretele celular i structuri extraparietaleInfluen eaz comportarea celulelor la diferite condi ii de mediu i condi ioneaz afinitatea tinctorial a bacteriilor n 1884 Christian Gram baza metodei diferen iale de colorare ce i poart numele, prin care bacteriile sunt mp r ite n dou mari grupe: Bacterii Gram pozitive Bacterii Gram negative Peretele celular este alc tuit dintr-un strat bazal structurilor specifice situat n exteriorul celulei i din stratul

Stratul structurilor specifice influen eaz afinitatea tinctorial a bacteriilor, care pot fi diferen iate prin metoda color rii Gram Peretele celular asigur forma (rigiditatea) celulei i protec ia fa de liza osmotic , protejeaz celula de substan e toxice, antibiotice .a., iar n cazul unor bacterii contribuie la patogenitate

Comportarea bacteriilor n timpul color rii dup metoda GramFrotiu uscat i fixatETAPE DE COLORARE: Colorarea cu cristal violet sau violet de gen ian (colorant primar) i mordansarea cu solu ie Lugol toate bacteriile vor apare de culoare violet n cmpul microscopic Sp larea frotiului colorat cu un amestec de alcool-aceton bacteriile Gram pozitive i men in culoarea violet , iar bacteriile Gram negative pierd colorantul primar Colorarea complementar cu fuchsin sau sufranin (colorant secundar) pentru eviden ierea bacteriilor Gram negative libere de colorant, vor fi colorate n ro u

COLORARE

Caractere morfologice coloniale Mediul de baz pentru cultivarea bacteriilor bulionul de carne lichid sau solidificat cu agar-agar (BCA). Prin reproducere pe mediu nutritiv solidificat ia na tere o colonie alc tuit din biomasa de celule rezultate prin sciziune din celula unic : colonii de tip S (smooth neted lucios) colonii de tip R (rough rugos, aspru, zbrcit) colonii de tip M la bacterii produc toare de capsule, cu consisten gelatinoas , mucoid Coloniile bacteriene pot prezenta n sec iune un profil lenticular, crateriform, triunghiular i perimetru circular, dantelat sau cu ramifica ii rizoidale Pe BCA coloniile devin vizibile dup 24-48 ore i pot avea culori de alb, albcrem, galben-auriu, oranj-ro u, albastru, fluorescen , caractere microscopice importante n identificare Pe medii nutritive lichide: bacteriile pot da tulburare i sediment bacterii anaerobe formeaz la suprafa a lichidelor voal caracteristic, fragil, cutat, gelatinos bacterii aerobe

Caractere fiziologice generale ale bacteriilorBacteriile se caracterizeaz prin complexitate metabolic , cu o mare capacitate de adaptare, r spndire pe cele mai diverse medii, ca urmare a producerii de enzime care le permite utilizarea n nutri ie a compu ilor organici macromoleculari (protide, poliglucide, lipide). n raport cu temperatura, bacteriile se dezvolt ntr-un domeniu larg, ntre 10C i 90C; majoritatea bacteriilor agen i de alterare a alimentelor sunt bacterii mezofile i dau alter ri la temperatura camerei (bacterii de putrefac ie). Bacteriile n form vegetativ sunt inactivate pe cale termic la temperaturi de pasteurizare, iar sub form de endospori, la temperaturi de sterilizare. n raport cu oxigenul majoritatea bacteriilor sunt aerobe (ex. bacterii acetice), care cresc n semiaerobioz (ex. bacterii lactice), dar un grup restrns de bacterii sunt adaptate s creasc n strict anaerobioz (ex. genul Clostridium). Bacteriile se pot dezvolta n domeniul de pH 1-11 cu zone optime la valori acide pentru bacterii acidotolerante (bacterii acetice, lactice) sau la valori neutre pentru bacterii de putrefac ie.

Cre terea i reproducerea bacteriilorCelula bacterian raport foarte mare ntre suprafa a prin care are loc p trunderea nutrien ilor i volumul dat de componentele celulei n cre tere Pentru un coccus cu diametrul de 1 m raportul S/V este de 51000 iar pentru bacteria Escherichia coli ajunge la 80000. Modificare n raportul optim stabilit genetic, ntre suprafa a i volum reproducerea prin sciziune izomorf va restabili raportul vital. n prima etap odat cu biosinteza componen ilor celulari are loc replicarea cromozomului bacterian. Are loc i dublarea num rului de mezozomi care vor lega moleculele de ADN i printr-un proces de cariochinez acestea vor fi deplasate spre polii celulei. n zona median ncepe biosinteza unui perete desp r itor nct celula initiala se regaseste n cele doua celule rezultate prin sciziune, celule identice ca forma, dimensiune si structura genetica. In urma reproducerii celulele nou formate se pot separa sau pot ramane asociate in directia axei de sciziune, cu obtinerea de forme derivate.

Cre terea i reproducerea bacteriilorLa forma coccus: sciziune intr-un plan diplococi sciziune repetat lan uri lungi de coci steptococi sciziune succesiv n dou plane perpendiculare ntre ele forma iuni cu cte patru coci tetrade sciziune pe trei direc ii perpendiculare cuburi ce con in opt coci sarcina forma iuni alc tuite din multipli de 8 coci - lampropedie sciziune n trei plane, neordonat o forma iune n form de strugure n limba greac , staphylos Bacterii cilindrice sciziune ntr-un singur plan perpendicular pe axul longitudinal al celulei pot rezulta forme asociate, diplobacterii i streptobacterii

Capacitatea de sporogenez a bacteriilorUn grup restrns de bacterii formare de endospori asigur perpetuarea speciei datorit rezisten ei mari la temperaturi ridicate i la lipsa de ap Etape de formare a sporilor: concentrarea materialului citoplasmatic i nuclear cu formarea unui protoplast, membrana plasmic nconjoar celula sporal asigurnd condi ii de protec ie i cre tere n jurul celulei sporale se formeaz cortexul, apoi nveli ul sporal propriu i endosporul matur poate fi pus n libertate prin liza peretelui celulei sporogene endosporul eliberat, n condi ii favorabile germineaz transformndu-se din nou n celul vegetativ , capabil de reproducere prin sciziune

Capacitatea de sporogenez a bacteriilorSporii bacterieni de dou incluse: tipuri dau denumirea genului n care sunt Tip bacillus diametrul endosporului este apropiat cu al celulei, cu o pozi ie central sau subterminal Tip clostridium diametrul endosporului este mai mare dect al celulei vegetative care n urma sporul rii se deformeaz , cu forma de suveic atunci cnd pozi ia este central sau de bec lumnare, atunci cnd endosporul este format terminal Din punct de vedere fizic endosporul ocup 1/7 1/17 din volumul celulei vegetative, iar masic aproximativ 1/3 din cea a celulei produc toare n endospor cantitatea de ap se reduce de la 80% la valori de aproximativ 15% - stare de anabioz termorezisten a celula vegetativ inactivat termic la 80C/1-5 min,endosporii sunt inactiva i la 120C/10-20 min. n mediu umed sau la 180 C/45-60min. n mediu uscat rezisten a la usc ciune n condi ii favorabile sau prin reactivare are loc germinarea sporilor

Clasificarea general a bacteriilorPentru identificarea unei specii sunt uneori necesare 40 pn teste la 100 de Criteriu de baz afinitatea tinctorial ; familia ca unitate taxonomic con ine acela i tip de bacterii: Gram pozitive sau Gram negative Criterii fiziologice: teste de asilimilare sau fermentare a glucidelor, rela ia fa de oxigen, temperatur , pH, rezisten la inhibitori .a. Clasificarea de baz Bergey (1952) bacteriile sunt grupate n 10 ordine i 47 familii clasificare reluat n 1984 dup criterii morfologice n 33 sec iuni regnul PROCARIOTAE dou diviziuni: SCOTOBACTERIA bacterii care folosesc pentru cre tere multiplicare energia rezultat din reac ii chimice: clasa BACTERIA clasa ACTINOMYCES clasa MOLICUTES PHOTOBACTERIA bacterii ce con in pigmen i celulari similari clorofilei i care pot folosi energia luminoas n procese de biosintez celular i

CLASA BACTERIAOrdinul PSEUDOMONADALES bacterii Gram negative cu habitat n sol i ape, aerobe, nesporulate Familia Pseudomonadaceae genuri: Pseudomonas bastona e tipice, r spndite pe produse vegetale, carne, pui; dau alterarea produselor refrigerate Acetobacter bacterii acetice, produc oxidarea alcooolului etilic la fabricarea acidului acetic de fermenta ie Xanthomonas dau alter ri ale legumelor, produc un polimer xanthanul Zymomonas bacterii care pot produce fermentarea glucidelor cu formarea de alcool; sunt folosite la ob inerea alcoolului carburant din materii celulozice familia Nitrobacteriaceae, cu genurile Nitrobacter i Nitrosomonas care produc oxidarea compu ilor cu azot rezulta i din putrefac ie, cu transformarea azotului amoniacal n azoti i i azota i, form asimilabil de c tre plante familia Thiobacteriaceae produc oxidarea compu ilor cu sulf. Bacterii din genul Thiobacillus agen i ai coroziunii biologice familia Spirillaceae produc degradarea celulozei n condi ii aerobe. Bacterii ale genului Cellulomonas prelucrarea de eurilor de hrtie pentru ob inerea de protein bacterian folosit n scop furajer

Pseudomonas aeruginosa

Acetobacter Acetobacter aceti

Xanthomonas

Thiobacillus

CLASA BACTERIAOrdinul EUBACTERIALES bacterii propriu-zise, foarte r spndite ce cuprind bacterii n form de coccus, bacterium i forme derivate prin sciziune familia Achromobacteriaceae bacterii nesporulate Gram negative, produc putrefac ia g. Achromobacter produc prin degradarea proteinelor amine biogene toxice, sunt bacterii aerobe, produc alterarea produselor refrigerate g. Alcaligenes sunt ntlnite n lapte, carne, pui, pe te i materii fecale g. Flavobacterium se prezint sub form de bastona e, produc un pigment galben-ro u i alterarea produselor la refrigerare familia Azotobacteriaceae bacterii care folosesc azotul atmosferic n nutri ie, au rol n circuitul natural al azotului i pentru ob inerea de ngr minte biologice Azotobacter chroococcum

CLASA BACTERIAfamilia Bacillaceae bacterii sub form produc toare de endospori: de bastona e, Gram pozitive,

g. Bacillus 25 specii bacterii de putrefac ie aerobe,anaerobe; unele specii selec ionate se folosesc pentru ob inerea de enzime: amilaze, proteaze, glucanaze g. Clostridium 93 specii bacterii de putrefac ie anaerobe, produc toare de toxine, bacterii butirice, bacterii produc toare de solven i familia Enterobacteriaceae bacterii Gram negative, nesporulate, aerobe/facultativ anaerobe, patogene/facultativ, cu habitatul n tractul digestiv g. Escherichia bacterii de putrefac ie, facultativ patogene (agen i ai gastroenteritelor) se pot nmul i n produse alimentare, pot produce toxine E.coli indicator sanitar pentru verificarea condi iilor de igien la fabricarea produselor alimentare g. Enterobacter face parte din microflora intestinal g. Proteus bacterii de putrefac ie, mobile, aerobe, produc alterarea c rnii, a ou lor p strate la temperatura camerei g. Shigella bacterii enteropatogene ( agentul dizenteriei)

Bacillus anthracis

Bacillus subtilis

Clostridium

Clostridium botulinum

Escherichia coli

Shigella

familia Lactobacillaceae bacterii lactice Gram pozitive, nesporulate, facultativ anaerobe, sub form de bacili (bastona e sub iri sau sub forme derivate de la coccus. g. Streptococcus cuprinde bacterii sub form de streptococi. O parte din speciile genului au trecut n g. Lactococcus, folosite drept culturi starter n industria laptelui g. Lactobacillus bacterii lactice acidotolerante, folosite n industria laptelui i pentru conservarea prin murare a produselor vegetale g. Pediococcus bacterii lactice sub form de tetrade. Pot produce acrirea berii g. Leuconostoc bacterii lactice heterofermentative, agen i de alterare a sucurilor, siropurilor de zah r. .a. Pot produce biosinteza dextranului familia Micrococcaceae bacterii Gram pozitive cu forma coccus sau forme derivate prin sciziune g. Micrococcus bacterii aerobe/anaerobe,de putrefac ie g. Sarcina bacterii aerobe de putrefac ie g. Staphylococcus bacterii facultativ patogene; produc enterotoxine sunt agen i ai intoxica iilor alimentare i

familia Propionibacteriaceae bacterii nesporulate Gram pozitive, produc fermenta ia propionic g. Propionibacterium bacterii folosite la fabricarea brnzeturilor cu past tare i desen pentru ob inerea vitaminei B12.

Streptococcus Streptococcus pyogenes

Lactobacillus acidophilus

Lactobacillus casei

Lactobacillus bulgaricus

Lactobacillus brevis

Leuconostoc citreum

Leuconostoc cremoris

Leuconostoc lactis

Leuconostoc mesenteroides

CLASA ACTINOMYCESOrdinul ACTINOMYCETALES bacterii filamentoase, Gram pozitive, saprofite sau facultativ patogene, folosite industrial pentru ob inerea de substan e biologic active familia Mycobacteriaceae bacterii patogene Mycobacterium tuberculosis (agentul tuberculozei) i Mycobacterium leprae familia Actinomycetaceae bacterii patogene pentru animale plante. Au rol n formarea humusului i la nchiderea la culoarea solului. familia Streptomycetaceae bacterii filamentoase g. Streptomyces numeroase specii sunt folosite pentru ob inerea de antibiotice (tetracicline,streptomicina, cloramfenicol etc.) sau pentru enzime (glucozizomeraze). Ordinul RICKETSIALES cuprinde bacterii obligat parazite ale insectelor, transmisibile prin n ep turi la animale i om. g. Ricketsia cu sp. R. prowazecki agent al tifosului eczantematic g. Coxiella bacterii patogene, produc febra Q hemoragic . C. bruneti se poate transmite prin lapte i

Streptomyces

Mycobacterium