Micro-organismen (microben) worden beschouwd als eencellige organismen waarvan de grootte niet groter is dan 0,1 mm. Vertegenwoordigers van deze grote groep kunnen verschillende cellulaire organisatie, morfologische kenmerken en metabolische vermogens hebben, dat wil zeggen, het belangrijkste kenmerk dat hen verenigt, is grootte. De term "micro-organisme" zelf is niet begiftigd met een taxonomische betekenis. Microben behoren tot een grote verscheidenheid aan taxonomische eenheden en andere vertegenwoordigers van deze eenheden kunnen meercellig zijn en grote afmetingen bereiken.
Algemene benaderingen voor de classificatie van micro-organismen
Als gevolg van de geleidelijke accumulatie van feitelijk materiaal over microben, werd het noodzakelijk om regels in te voeren voor hun beschrijving en systematisering.
De classificatie van micro-organismen wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van de volgende taxa: domein, stam, klasse, orde, familie, geslacht, soort. In de microbiologie gebruiken wetenschappers het binominale systeem van objectkenmerken, dat wil zeggen dat de nomenclatuur de namen van het geslacht en de soort bevat.
Voor de meeste micro-organismeneen uiterst primitieve en universele structuur is kenmerkend, daarom kan hun indeling in taxa niet alleen volgens morfologische kenmerken worden uitgevoerd. Functionele kenmerken, moleculair biologische gegevens, patronen van biochemische processen, enz. worden als criteria gebruikt.
Identificatiekenmerken
Om een onbekend micro-organisme te identificeren, wordt er onderzoek gedaan naar de volgende eigenschappen:
- Celcytologie (voornamelijk behorend tot pro- of eukaryote organismen).
- Morfologie van cellen en kolonies (onder specifieke omstandigheden).
- Culturele kenmerken (groeikenmerken op verschillende media).
- Het complex van fysiologische eigenschappen waarop de classificatie van micro-organismen naar type ademhaling (aëroob, anaëroob) is gebaseerd
- Biochemische symptomen (aan- of afwezigheid van bepaalde metabole routes).
- Een reeks moleculair biologische eigenschappen, inclusief rekening houdend met de nucleotidesequentie, de mogelijkheid van hybridisatie van nucleïnezuren met het materiaal van typestammen.
- Chemotaxonomische indicatoren, die rekening houden met de chemische samenstelling van verschillende verbindingen en structuren.
- Serologische kenmerken (reacties "antigeen - antilichaam"; vooral voor pathogene micro-organismen).
- Aanwezigheid en aard van gevoeligheid voor specifieke fagen.
Systematiek en classificatie van micro-organismen gerelateerd aan prokaryoten wordt uitgevoerd met behulp van de "Burgey's Guide to the Systematics of Bacteria". De identificatie wordt uitgevoerd met behulp vanDeterminant van Burgey.
Verschillende manieren om microben te classificeren
Om de taxonomische verwantschap van een organisme te bepalen, worden verschillende methoden gebruikt om micro-organismen te classificeren.
Met formele numerieke classificatie worden alle kenmerken als even belangrijk beschouwd. Dat wil zeggen, er wordt rekening gehouden met de aan- of afwezigheid van een bepaald kenmerk.
Morfofysiologische classificatie omvat de studie van het geheel van morfologische eigenschappen en kenmerken van de stroom van metabolische processen. In dit geval is het begiftigd met de betekenis en betekenis van een bepaalde eigenschap van een object. De plaatsing van een micro-organisme in een bepaalde taxonomische groep en de toekenning van een naam hangen voornamelijk af van het type cellulaire organisatie, cel- en koloniemorfologie en groeipatronen.
Rekening houden met functionele kenmerken biedt de mogelijkheid om verschillende voedingsstoffen door micro-organismen te gebruiken. Ook belangrijk is de afhankelijkheid van bepaalde fysische en chemische factoren van de omgeving, en in het bijzonder de manieren om energie te verkrijgen. Er zijn microben die chemotaxonomische studies nodig hebben om ze te identificeren. Pathogene micro-organismen vereisen serodiagnose. De kwalificatie wordt gebruikt om de resultaten van de bovenstaande tests te interpreteren.
Bij moleculair genetische classificatie wordt de structuur van de moleculen van de belangrijkste biopolymeren geanalyseerd.
Procedure voor het identificeren van micro-organismen
Vandaag begint de identificatie van een bepaald microscopisch organisme metisolatie van de zuivere cultuur en analyse van de nucleotidesequentie van 16S-rRNA. Zo wordt de plaats van de microbe op de fylogenetische boom bepaald en wordt de daaropvolgende specificatie per geslacht en soort uitgevoerd met behulp van traditionele microbiologische methoden. Met een toevalswaarde van 90% kun je het geslacht bepalen, en 97% - soort.
Een nog duidelijkere differentiatie van micro-organismen per geslacht en soort is mogelijk met behulp van polyfyletische (meerfasen) taxonomie, wanneer de bepaling van nucleotidesequenties wordt gecombineerd met het gebruik van informatie op verschillende niveaus, tot ecologisch. Dat wil zeggen, eerst wordt gezocht naar groepen van vergelijkbare stammen, gevolgd door het bepalen van de fylogenetische posities van deze groepen, het vaststellen van de verschillen tussen de groepen en hun naaste buren en het verzamelen van gegevens om de groepen te differentiëren.
Hoofdgroepen van eukaryote micro-organismen: algen
Dit domein omvat drie groepen met microscopisch kleine organismen. We hebben het over algen, protozoa en schimmels.
Algen zijn eencellige, koloniale of meercellige fototrofen die zuurstofrijke fotosynthese uitvoeren. De ontwikkeling van een moleculair genetische classificatie van micro-organismen die tot deze groep behoren, is nog niet afgerond. Daarom wordt momenteel in de praktijk de indeling van algen gehanteerd op basis van de samenstelling van pigmenten en reservestoffen, de opbouw van de celwand, de aanwezigheid van mobiliteit en de wijze van voortplanting.
Typische vertegenwoordigers van deze groep zijneencellige organismen die behoren tot dinoflagellaten, diatomeeën, euglenoïden en groene algen. Alle algen worden gekenmerkt door de vorming van chlorofyl en verschillende vormen van carotenoïden, maar het vermogen om andere vormen van chlorophylls en phycobilins in de vertegenwoordigers van de groep te synthetiseren, manifesteert zich op verschillende manieren.
De combinatie van deze of die pigmenten bepa alt de kleuring van cellen in verschillende kleuren. Ze kunnen groen, bruin, rood, goudkleurig zijn. Celpigmentatie is een soortkenmerk.
Diatomen zijn eencellige planktonische vormen, waarbij de celwand eruitziet als een tweekleppige schelp van silicium. Sommige vertegenwoordigers kunnen bewegen door het type glijden. Voortplanting is zowel aseksueel als seksueel.
De leefgebieden van eencellige euglena-algen zijn zoetwaterreservoirs. Ze bewegen met behulp van flagella. Er is geen celwand. In staat om in het donker te groeien vanwege het proces van oxidatie van organische stoffen.
Dinoflagellaten hebben een speciale structuur van de celwand, het bestaat uit cellulose. Deze planktonische eencellige algen hebben twee laterale flagellen.
Voor microscopisch kleine vertegenwoordigers van groene algen zijn habitats zoet- en zeewaterlichamen, de bodem en het oppervlak van verschillende terrestrische objecten. Er zijn niet-beweeglijke soorten, en sommige zijn in staat zich voort te bewegen met behulp van flagella. Net als dinoflagellaten hebben groene microalgen een celwand van cellulose. Kenmerkend is de opslag van zetmeel in cellen. Voortplanting is zowel aseksueel als seksueelmanier.
Eukaryote organismen: protozoa
De basisprincipes van classificatie van micro-organismen die tot de protozoa behoren, zijn gebaseerd op morfologische kenmerken die sterk variëren tussen vertegenwoordigers van deze groep.
De alomtegenwoordige verspreiding, het in stand houden van een saprotrofe of parasitaire levensstijl bepa alt grotendeels hun diversiteit. Voedselvrijlevende protozoa zijn bacteriën, algen, gisten, andere protozoa en zelfs kleine geleedpotigen, evenals de dode overblijfselen van planten, dieren en micro-organismen. De meeste vertegenwoordigers hebben geen celwand.
Ze kunnen een stationair leven leiden of zich verplaatsen met behulp van verschillende apparaten: flagella, trilharen en buikpoten. Er zijn nog verschillende groepen binnen de taxonomische groep van protozoa.
Vertegenwoordigers van de eenvoudigste
Amoeben voeden zich door endocytose, bewegen met behulp van pseudopoden, de essentie van reproductie ligt in de primitieve deling van de cel in twee. De meeste amoeben zijn vrijlevende aquatische vormen, maar er zijn er ook die ziekten veroorzaken bij mens en dier.
Infusoria-cellen hebben twee verschillende kernen, ongeslachtelijke voortplanting bestaat uit transversale deling. Er zijn vertegenwoordigers waarvoor seksuele voortplanting kenmerkend is. Een gecoördineerd systeem van trilhaartjes neemt deel aan de beweging. Endocytose wordt uitgevoerd door voedsel op te vangen in een speciale mondholte, en de resten worden uitgescheiden doorgat aan de achterkant. In de natuur leven ciliaten in wateren die vervuild zijn met organische stoffen, evenals in de pens van herkauwers.
flagellaten worden gekenmerkt door de aanwezigheid van flagellen. De opname van opgeloste voedingsstoffen wordt uitgevoerd door het gehele oppervlak van de CPM. Deling vindt alleen plaats in de lengterichting. Onder flagellaten zijn er zowel vrijlevende als symbiotische soorten. De belangrijkste symbionten van mens en dier zijn trypanosomen (veroorzaken slaapziekte), leishmania (veroorzaken moeilijk te genezen zweren), giardia (veroorzaken darmstoornissen).
Sporozoën hebben de meest complexe levenscyclus van alle protozoën. De bekendste vertegenwoordiger van sporozoën is het malariaplasmodium.
Eukaryote micro-organismen: schimmels
Classificatie van micro-organismen volgens het type voeding verwijst vertegenwoordigers van deze groep naar heterotrofen. De meeste worden gekenmerkt door de vorming van mycelium. De ademhaling is meestal aëroob. Maar er zijn ook facultatieve anaëroben die kunnen overschakelen op alcoholische gisting. Voortplantingsmethoden zijn vegetatief, aseksueel en seksueel. Het is dit kenmerk dat dient als criterium voor verdere classificatie van schimmels.
Als we het hebben over de betekenis van vertegenwoordigers van deze groep, dan is de meest interessante hier de gecombineerde niet-taxonomische groep van gisten. Dit omvat paddenstoelen die geen myceliumgroeistadium hebben. Er zijn veel facultatieve anaëroben onder gisten. Er zijn echter ook pathogene soorten.
Hoofdgroepen van prokaryotische micro-organismen:archaea
Morfologie en classificatie van prokaryotische micro-organismen combineert ze in twee domeinen: bacteriën en archaea, waarvan de vertegenwoordigers veel significante verschillen hebben. Archaea heeft geen peptidoglycaan (mureïne) celwanden die typisch zijn voor bacteriën. Ze worden gekenmerkt door de aanwezigheid van een ander heteropolysacharide - pseudomureïne, dat geen N-acetylmuraminezuur bevat.
Archaea zijn verdeeld in drie phyla.
Kenmerken van de structuur van bacteriën
De classificatieprincipes van micro-organismen die microben in dit domein verenigen, zijn gebaseerd op de structurele kenmerken van het celmembraan, en in het bijzonder het geh alte aan peptidoglycaan erin. Er zijn momenteel 23 phyla in het domein.
Bacteriën zijn een belangrijke schakel in de kringloop van stoffen in de natuur. De essentie van hun betekenis in dit wereldwijde proces is de afbraak van plantaardige en dierlijke resten, de zuivering van waterlichamen die vervuild zijn met organisch materiaal en de modificatie van anorganische verbindingen. Zonder hen zou het bestaan van leven op aarde onmogelijk zijn. Deze micro-organismen leven overal, hun leefgebied kan bodem, water, lucht, menselijk lichaam, dieren en planten zijn.
Volgens de vorm van cellen, de aanwezigheid van apparaten voor beweging, de articulatie van cellen onderling, wordt dit domein uitgevoerd binnen de daaropvolgende classificatie van micro-organismen. Microbiologie beschouwt de volgende soorten bacteriën op basis van de vorm van de cellen: rond, staafvormig, draadvormig, gedraaid, spiraal. Afhankelijk van het type beweging kunnen bacteriën onbeweeglijk zijn, gegeseld of bewegen vanwege uitscheiding.slijm. Op basis van de manier waarop cellen met elkaar articuleren, kunnen bacteriën worden geïsoleerd, gekoppeld in de vorm van paren, korrels en vertakkingen worden ook gevonden.
Pathogene micro-organismen: classificatie
Pathogene micro-organismen zijn talrijk onder de staafvormige bacteriën (veroorzakers van difterie, tuberculose, buiktyfus, miltvuur); protozoa (malariaplasmodium, toxoplasma, leishmania, giardia, trichomonas, sommige pathogene amoeben), actinomyceten, mycobacteriën (verwekkers van tuberculose, lepra), schimmels en gistachtige schimmels (verwekkers van mycosen, candidiasis). Paddestoelen kunnen allerlei huidlaesies veroorzaken, bijvoorbeeld verschillende soorten korstmos (met uitzondering van herpes zoster, waar het virus bij betrokken is). Sommige gisten, die permanente bewoners van de huid zijn, hebben geen nadelig effect onder normale omstandigheden van het immuunsysteem. Als de activiteit van het immuunsysteem echter wordt verminderd, veroorzaken ze het optreden van seborrheic dermatitis.
Pathogeniciteitsgroepen
Het epidemiologische gevaar van micro-organismen is het criterium voor het groeperen van alle pathogene microben in vier groepen die overeenkomen met vier risicocategorieën. De groepen van pathogeniteit van micro-organismen, waarvan de classificatie hieronder wordt gegeven, zijn dus van het grootste belang voor microbiologen, omdat ze rechtstreeks van invloed zijn op het leven en de gezondheid van de bevolking.
De veiligste, 4e pathogeniteitsgroep, omvat microben die geen bedreiging vormen voor de gezondheid van een individu (of het risico van deze bedreiging is te verwaarlozen)klein). Dat wil zeggen, het risico op infectie is erg klein.
3e groep wordt gekenmerkt door een matig infectierisico voor een individu, een laag risico voor de samenleving als geheel. Dergelijke pathogenen zouden in theorie ziekten kunnen veroorzaken, en zelfs als ze dat doen, zijn er bewezen effectieve behandelingen, evenals een reeks preventieve maatregelen die de verspreiding van infecties kunnen voorkomen.
De 2e pathogeniteitsgroep omvat micro-organismen die een hoog risico vormen voor het individu, maar laag voor de samenleving als geheel. In dit geval kan de ziekteverwekker bij mensen een ernstige ziekte veroorzaken, maar deze verspreidt zich niet van de ene geïnfecteerde persoon naar de andere. Er zijn effectieve behandel- en preventiemethoden beschikbaar.
1e pathogeniteitsgroep wordt gekenmerkt door een hoog risico voor zowel het individu als de samenleving als geheel. Een ziekteverwekker die bij mens of dier een ernstige ziekte veroorzaakt, kan op verschillende manieren gemakkelijk worden overgedragen. Effectieve behandelingen en preventieve maatregelen zijn over het algemeen niet beschikbaar.
Pathogene micro-organismen, waarvan de classificatie bepa alt of ze tot een of andere pathogeniteitsgroep behoren, veroorzaken alleen grote schade aan de volksgezondheid als ze tot de 1e of 2e groep behoren.
