бактерии

БАКТЕРИИ (от греч, bakterion — палочка), большая группа в осн. одноклеточных микроорганизмов, составляющих царство прокариот (Procaryotae). Для Б. характерно отсутствие мембраны между цитоплазмой и нуклеоплазмой, последняя содержит геном в виде одной двухцепочной молекулы ДНК; размножение поперечным делением или перетяжкой, реже почкованием или гонидиями; наличие клеточной стенки (за исключением микоплазм и L-форм), содержащей гетеропо лисахарид пептндогликан; отсутствие пространственного разграничения цитоплазмы системой элементарных мембран на функционально специализированные клеточные органоиды (митохондрии, аппарат Гольджи, эндоплазматическая сеть, хлоропласта и т.д.); их Цитоплазматич. органоиды заключены в однослойную мембрану (исключение — тилакоиды цианобактерий). Б. — предмет изучения бактериологии (см. микробиология). Имеющиеся классификации Б. преследуют практич. цель — надёжную и быструю их идентификацию. Наиболее широкое распространение получил "Определитель бактерий Берджи". В последнем издании определителя (1974) царство прокариот разделено на 2 отдела: цианобактерии (Cyanobacteria) и бактерии (Bacteria). Отдел бактерии подразделён на 19 групп. В отдельные группы выделены группы риккетсий и микоплазм. Б. играют большую роль в протекающих в биосфере процессах, обусловливая важнейшие звенья круговорота веществ в природе (гниение, брожение, фиксация азота и др.). Они обитают в почве, воде, организмах растений и животных, обеспечивая нормальную жизнедеятельность последних (естеств. биоценозы). Нек-рые виды Б. вызывают заболевания у человека, животных и высших растений (см. инфекционные болезни).

Подавляющее большинство Б. имеет одну из трёх осн. морфологич. форм: шаровидную (кокки), палочковидную и извитую (рис. 1). Кокки по расположению клеток после деления подразделяются на микрококки (клетки располагаются по одной), диплококки (клетки — парами), стрептококки (клетки — цепочками), тетракокки (клетки — по четыре); сарцины (клетки — пакетами), стафилококки (клетки — в виде гроздьев винограда).

Палочковидные Б.бывают цилиндрич. или овальными, толстыми, тонкими, короткими, длинными, с обрубленными, овальными или вытянутыми концами. Нек-рые из этих Б, образуют споры (рис. 2). Спорообразующие Б. наз. бациллами. По расположению отд. клеток палочковидные Б. подразделяют на собственно палочки (одиночные клетки), диплобактерии, или диплобациллы (клетки парами), и стрептобактерии, или стрептобациллы (клетки цепочками). Б. извитой формы (спиралевидные) делятся на спирохеты — свыше 6 витков, и спириллы — до 6 витков; к ним относят и вибрионы (имеют один неполный виток). Нек-рые виды Б. имеют форму кольца (тороид), у размножающихся почкованием Б. формируется различное количество выростов (простек), у отд. родов Б. выражено ветвление, есть виды, обладающие плеоморфизмом. Размеры Б. сильно колеблются. Наиболее стабильны кокки, их диам. 0,5—1,25 мкм. Толщина палочковидных Б. 0,5—0,8 мкм, дл. 2—8 мкм. Многие Б. имеют жгутики, которые определяют их подвижность. По количеству и месту локализации жгутиков Б. подразделяют на монополярные и биполярные монотрихи (по 1 жгутику на одном или обоих полюсах), монополярные политрихи, или лофотрихи (2 и более жгутиков на одном полюсе), биполярные политрихи, или ам-фитрихи (2 и более жгутиков на обоих полюсах), и перитрихи (много жгутиков по поверхности).

Толщина жгутиков 10 — 30 нм,дл. 3—20 мкм . Жгутики являются видовым признаком Б. Их белок флагеллин — Н-антиген (см. антигены). У грамотрицательных Б. (см. грама метод) на поверхности выявляются ворсинки (пили) толщиной 5—10 нм и дл. от 0,3 до 4 мкм. Один из 9 их типов (F-пили) принадлежит к эписомным факторам передачи наследственности у Б. (см. плазмиды) . Снаружи клетки мн. видов Б. покрыты капсулой — слизистым слоем различной толщины (рис. 3). Она часто является признаком вирулентности Б., у различных видов имеет различный химич. состав, обусловливая типовую серология, индивидуальность Б. Клеточная стенка Б. (отсутствует у микоплазм и L-форм) определяет их форму и обеспечивает сохранение содержимого клетки. Химия, состав и строение клеточной стенки постоянны для определённого вида Б. и являются важным диагностич. признаком. Стенка грамположительных Б. однородна по структуре, толщиной 20 — 80 нм, состоит из пептидогликана (50 — 80%), с которым связаны полисахариды и тейхоевые кислоты.

Стенки грамотрицательных Б. имеют 3 или 4 слоя,толщину 14—17 нм, содержат до 10% пептидогликана (внутр. ригидный слой), белки, липополисахариды и липопротеиды (внешний мембранный слой). Цитоплазматич. мембрана (ЦПМ) отделяет цитоплазму от клеточной стенки, имеет трёхслойное строение, толщину 7—10 нм, состоит из оелково-липидного комплекса, углеводов и РНК, выполняет разнообразные функции. Цитоплазма — содержимое Б., окружённое ЦПМ, включает ядерный аппарат, различные включения, мембранные структуры — мезосомы (у фотосинтезирующих Б. тилакоиды) и рибонуклеопротеиды в виде частиц размером 20 — 30 нм — рибосом, имеющих константу седиментации 70S. Ядерный аппарат (нуклеоид, генофор) не имеет оболочки, представлен двухцепочной молекулой ДНК дл. 1—1,5 мм; в делении ядерного аппарата принимает участие ЦПМ, митоз у Б. отсутствует. Цитоплазматич. включения Б. представляют или запасные вещества, или продукты обмена, или запас газа. Многие Б. в неблагоприятных условиях образуют споры и цисты, которые более устойчивы к физико-химич. факторам, чем вегетативные клетки.

По способу питания Б. делятся на автотрофов (используют СО2 как источник углерода) и гетеротрофов (используют органич. источники углерода). Гетеротрофные Б. подразделяют на сапрофитов (используют вещества внешней среды) и паразитов (используют вещества живых существ). Необходимую энергию Б. получают за счёт биол. окисления или света (фотосинтезирующие Б.)- Одни Б. — аэробы (нуждаются в свободном кислороде), другие — анаэробы (развиваются в бес-кислородной среде), третьи — факультативные анаэробы (обладают и тем и др. свойствами). Нек-рые виды Б. живут при пониженном парциальном давлении кислорода — микроаэрофилы.

Для роста и размножения Б. на жидких питат. средах в периодич. условиях характерны следующие фазы: исходная, лагфаза, логарифмическая, отрицательного ускорения, стационарная, ускоренной гибели клеток, логарифмической гибели и уменьшения скорости гибели. На твёрдых питат. средах Б. образуют колонии, размер, форма, окраска, консистенция и время образования которых при определённых условиях роста являются видоспецифичными (см. колония бактериальная). Аналогичное значение имеют характер роста Б. на мясо-пептонной желатине при засеве уколом, отношение к различным веществам (углеводам, спиртам и др.), входящим в состав дифференциально-диагностических сред, а также их патогенность (способность вызывать инфекц. болезни) для определённых видов организмов и мера патогенности — вирулентность.

Устойчивость Б. к воздействию различных физико-химич. факторов не одинакова. Они переносят низкие температуры, но более чувствительны к высоким. Вегетативные формы Б., кроме термофильных, гибнут при t 70°С через 15 мин, на этом основаны методы пастеризации и стерилизации. Сильно колеблется чувствительность Б. к различным видам излучений (УФЛ, УКВ, радиоактивные излучения и др.), изменению осмотич. давления и водородного потенциала. Действие химич. веществ на Б, различно и зависит от природы и концентрации веществ (см. дезинфицирующие средства).

^{Лит.: Авакян А. А., Кац Л. Н., Павлова И. Б., Атлас анатомии бактерий, патогенных для человека и животных, М., 1972; Гусев М. В., Минрева Л. А., Микробиология, М., 1978; Стейниер Р., Эдельберг Э., Ингрэм Д ж., Мир микробов, пер. с англ., т. 1, М., 1979.}