Микроорганизмдерді жйелеу мен оларды номенклатурасы

Микробтар, немес микроорганизмдер (бактериялар, саыраулатар, арапайымдар, вирустар), зара сатыымен, ерекшеліктерімен жне арым-атынастарымен жйелендірілген. Бнымен арнайы ылым – микроорганизмдерді жйелеу айналысады. Жйелеу ш блімнен трады: жіктелуі, таксономиясы жне идентификациялау. Микробтарды таксономиясыны негізіне (грек тілінен taxis – орналасуы, реті) оларды морфологиялы, физиологиялы, биохимиялы жне молекулалы-биохимиялы асиеттері алынан. Таксономиялы категориялар тмендегідей болады: патшалы, (патшалы тармаы), блім, класс, реті, туыстасты, тымдасты, тр, (тр тармаы) жне т.б. Таксономиялы категорияны трлеріне байланысты таксондарды ажыратады – ол біркелкі, сас асиеттеріне байланысты біріктірілген организм топтары. Микроорганизмдерді аталуын Халыаралы номенклатура кодексі (зоологиялы, ботаникалы, бактериялар номенклатурасы, вирустар) таайындайды.

Микроорганизмдер жасушаа дейінгі (вирустар – Vira патшалыы) жне жасушалы (бактериялар, архибактериялар, саыраулатар мен арапайымдылар) пішіндермен берілген. Жааша жоары дегей бойынша жасушалы тіршілік иелеріні жіктелуінде 3 доменді (немесе «империялар») ажыратады: «Bacteria», «Archaea» жне «Eucarya»:

1). «Bacteria» домені – прокариоттар, наыз бактериялар (эубактериялар);

2). «Archaea» домені – прокариоттар, археабактериялар;

3). «Eucarya» домені – эукариоттар, оларды жасушаларында ядро, ядрошы жне ядро абышасы, ал цитоплазмасында крделі рылымды органеллалар – митохондриялар, Гольджи аппараты болады. «Eucarya» доменіне: Fungi (саыраулатар); Animalia - жануарлар (арапайымдылар кіретін Protozoa патшалы тармаы); Plantae - сімдіктер патшалыы кіреді.

Домендер патшалытан, типтен, кластан, реті, туыстасты, тымдасты, трден трады. Негізгі таксономиялы категорияларды бірі тр (species) болып табылады. Тр – жаын асиеттерімен біріктірілген, біра тымдастыты баса кілдерінен айрмашылыы бар жекеленген даралар жиынтыы.

Морфологиялы, тинкториалды (боялыштыына байланысты), даылды, биохимиялы жне антигендік асиеттеріне байланысты састыы бар, оректік ортада блініп алынан, біртекті микроорганизмдер жиынтыы таза даыл деп аталады.

Белгілі бір кзден блініп алынан, трді баса кілдерінен айырмашылыы бар микроорганизмдерді таза даылы штамм деп аталады. Штамм – тр немесе тршеге араанда маынасы тарлау. Штама маынасы бойынша клон жаыныра болып келеді. Клон жалыз микроб жасушасынан сірілген, рпатар жиынтыы. Микроорганизмдерді белгілі бір асиеттерімен ерекшеленетін кейбір бірлестіктерін атап крсеткен кезде брын type суффиксін пайдаланан, оны орнына азіргі кезде var (ртрлілігі) олданылады. Сондытан микроорганизмдерді ерекшелендіретін асиеттеріне байланысты: морфоварлар (морфологиясына байланысты), резистентоварлар (тратылытарына байланысты, мысалы, антибиотиктерге), сероварлар (антигендеріне байланысты), фаговарлар (бактериофагтара сезімталдылыына байланысты), биоварлар (биологиялы асиеттеріне байланысты), хемоварлар (биохимиялы асиеттеріне байланысты) жне т.б. деп ажыратылады.

Бактерияларды идентификациялау мен типтеуде фенотиптік, генотиптік жне филогенетикалы крсеткіштерді пайдаланады (оларды мні келесі тарауларда беріледі).

Фенотиптік: Грамша бояу, морфологиялы жне даылды асиеттері, биохимиялы реакциялар, кмірсу кздерін пайдалану, антибиотикограммасы, бактериоцинотиптеу, фаготиптеу, антигендік асиеттері, жасуша абырасыны химиялы рамы (пептидогликан, микол ышылы), сонымен атар жасушаны ауыздары мен майлары.

Генотиптік: G + C арым-атынасы, ДН гибридизациясы, молекулярлы барлау (зондирование), плазмидтік талдау, ДН рестрикциясыны блшектеріні полиморфизмі, риботиптеу.

Филогенетикалы: рРН-ізділікті талдау, РН-РН-гибридтеу, праймерлер туындыларын пайдаланып полиморфты ДН-ын амплификациялау, 16S жне 23S рРН-ын секвестрлеу.

 

Микроорганизмдер табиатта – топырата, суда, ауада ке таралан, биосферадаы зат айналымына белсене атысады. Микроорганизмдер фотосинтез процесі кезінде трлі осылыстарды минералдануына жадай туызып, атмосферадаы СО2 орыны болуын амтамасыз етеді, сондай-а топыра пен ауаа біратар биогендік элементтерді айтарады. Микроорганизмдер ауадаы молекулары азотты сііруге де (азотфиксация) белсене атысады. Тау жыныстары мен топыра тзілу процесін ыдыратып, кейбір пайдалы азбаларды (мысысалы, сульфидтер мен ккірт) тзілуіне сер етеді. Микроорганизмдерді практикалы маызы зор. Оларды кпшілігі нерксіпті р трлі саласында (мал азыты белокты тзу, шарап жасау, нан пісіру, ст ышылы таамдарын ндіру кезінде антибиотиктер, витаминдер, амин ышылдары, кейбір ферменттер, т.б.), адам шауашылыында (срлем даярлауда, сімдіктерді биологиялы жолмен орауда) кеінен олданылады. Сондай-а Микроорганизмдер лас суларды тазартуда, жанар газ – метанды тзуде пайдаланылады. Біратар Микроорганизмдер адамдар, жануарлар жне сімдіктерді патогені болып саналады. Микроорганизмдерді кейбір трлері топыраты нарсыздандырып, кптеген адам шауашылыын німдерін блдіреді, металдарды коррозияа шырауына ыпал етеді. Микроорганизмдер биологияны кптеген мселелерін шешуде маызды зерттеу нысаны болып саналады. Соны нтижесінде кптеген биологиялы задылытар ашылып, биотехнологияны негізі аланды.\r\n\r\n Микробиология тарихында римні профессоры Афанасий Кирхерді (1601 —1680) есімі де аталуы тиіс. XVI асырды аяында Ганс пен Захарий Янсендерді алашы микроскопты крастыраны млім. рине, бл те арапайым аспап еді. Соны пайдалана отырып, Кирхер сасыан ет, шарап сіркесін, стті арап, онда трлі «рттарды» кездесетінін байады. Ол анды арап, одан трлі клеткаларды крді. Оба ауруымен ауыран адамдарды анын арап, Кирхер одан ерекше «ртты» крдім деп млімдеді. Осындай жабайы аспаппен, рине ол микробты круі ммкін емес еді.Солай бола трса да бл ауруды анда жрген микробтар арылы таралатыны жніндегі оны пікірі з кезіндегі прогрессивтік батыл кзарас болып есептеледі. Тек XVII асырды аяында лайтып крсететін аспаптарды жасау техникасыны жетілуіне байланысты микроорганизмдерді тауып, оларды жан-жаты зерттеуге ммкіндік туды. Микроорганизмдерді алаш рет ашу Голландия уесойы Антон ван Левенгукты (1632—1723) есімімен тікелей байланысты. Жас кезінен шыныларды растырумен кеп айналысан ол, заттарды 160—300 есеге дейін лкейте алатын алашы микроскопты растыран. Осы «арапайым» микроскопты кмегімен Левенгук жай кзге крінбейтін микробтар дниесін ашты, ет таамдарындаы зе саыраулатарын, трып алан а суындаы тірі организмдерді крді, олардын пішінін, шамасын жне озалысын сипаттап жазды. Тісті сыртына трып алан езін суа езіп араанда, ондаы тірі организмдер Левенгука те зор сер еткен. Левенгук бл культурадан жыбырлап жрген те са жндіктерді кргенін жне оларды соншалыты кптігіне тан, алып, оларды шамасы бкіл рама Корольдытаы адамдар санынан кп болса керек деген пікірге келеді. Бл тірі организмдерді ішінде шар жне ыса таяша трізділері жне спираль трізді трлері бар екендігін ол аны байады. Сонда Левенгук зі жасаан микроскоппен трлі ашыты саыраулатарды, бактериялар мен инфузорияларды крген. Левенгуктын, ашан жаалыы микроорганизмдер дниесін зерттеуге, сйтіп микробтар жніндегі ылым — микробиологияны дамуына жол ашты. з зерттеулерін Левенгук «Антон ван Левенгук ашкан табиатты пия сырлары» деген атпен 1695 жылы кітап етіп жарыа шыарды. Алайда ол бл организмдерді сипаттап жазанымен олардын, табиатта алатын орнын, рекеттерін білмеді. йткенмен Левенгук зерттеулері сол кездегі кптеген табиатты зерттеуші алымдарды назарын аударды. XVIII асырдаы Шведті крнекті табиат зерттеушісі Карл Линней зіні «Табиат системасын» жасаанда жануарлар мен сімдіктерді белгілі бір тртіппен орналастыраны млім. Бл системаа рт, мырсалар сияты, микроорганизмдер дниесі енгізілген жо. Оны Карл Линней «хаос» яни ешандай берекесі жо жндіктер тобына жатызан. Бдан ол жай кзге керінбейтін осы организмдерді зерттеуді ажеті жо деген орытындыа келді. Басаша айтанда, ол микроорганизмдерді адам тсінбейтін пия сыры бар дние деп танытпашы болды. Дегенмен,бл кезде микроорганизмдер жайында дйекті материалдар жинала берді. Сондытан бл кезеді біз микробиология дамуыны морфологиялы кезеі деп атауымыза болады.\r\n\r\n Микробиология ылымыны одан рі дамуында орысты крнекті табиат зерттеушісі М. М. Тереховский (1740—1796) ебегіні зор маызы болды. 1775 жылы Тереховский Страсбург университетінде зіні микроорганизмдер жніндегі ебегін орады. Ол табиатта кездесетін микробтарды шыу тегін зерттеген болатын. Тереховский з зерттеуінде е алашы рет эксперименттік дісті олданды жне микроорганизмдерді адамны кнделікті трмысында пайдалануа ммкіндігі барлыын дделдеді.\r\n\r\n XVIII асырда микроорганизмдерді ашылуы алымдар арасында тартыстар тудырды. ылымда бл кезде “тіршілік здігінен пайда болады” деген жалан ым стем еді. Микроорганизмдерді біратар ортада ніп-сетіндігін байаан бл алымдар оларды дамуында ешандай задылы жо жне кез келген жерде здігінен пайда бола береді деген болжаулар айтты. М. М. Тереховский зіні италиялы досы Спаланцанимен бірлесе отырып, мндай жалан аиданы жоа шыарды. Трып алан тнысуларда немесе баса да сйытарда кездесетін организмдер — негізінде тірі жндіктер, ал бл сйытарды 45 минут бойына айнатып, ыдысты аузын ауа енбейтіндей етіп жапса, онда осы сйытарда тірі жндіктерді, демек микроорганизмдерді, пайда болуы байалмайды деп крсетті. Бл жадайда сйытарда жндіктерді ніп-суі, ауаны сйыа енуінен болатынын длелдеді. Бірата ол кезде Тереховский ебегі оымыстылар ауымына жете таныс болмаандытан микробиологияда эксперименталды діс олданылмай, брынысынша, морфологиялы баыт басым болып ала берді.\r\n\r\n XIX асырды бірінші жартысында микробиологияны дамуы баяулады десек ателескен болар едік. Оба ауруын жоюда за жылдар аянбай крес жргізген орысты крнекті дрігері Д. С амойлович (1744—1805), осы ауруды оздырушы — кзге крінбейтін организм деген пікір айтты. Оны бл пікірін кейінгі зерттеушілер толы длелдеді. Бл кезеде теориялы жне практикалы маызы лі аныталмаан жеке деректер микробиологияда басым болды, біра микробиология жеке ылым болып, атаа ие бола оятындай дрежеге жетпеген еді

 

Бактерияларды жіктелуі[деу]

Тiрi дние жйесiнде бактериялар Жасушалылар империясына, Прокариоттар дние тармаына немесе Бытыраылылар (Монера) дниесiне жатады.

1991жылы Серавинны жіктелу жйесі бойынша молекулалы-биологиялы зерттеулерге байланысты бактерияларда екi дние тармаын:

1. Архебактериялар жне

2. Эубактериялар

1992 жылы Мамоновты жіктеуі бойынша ш дние тармаын:

1. Архебактериялар,

2. Эубактериялар жне

3. Оксифотобактериялар арастырады.

Бактерияларды микроскопиялы ядросы жо организмдердi тобы ретiнде жне ескi оулытардаы бактерияны бiр бактериялар дние дегейiнде арастыру, азiргi кезде ескiрген. Л.Н. Серавиннi (1991) пiкiрiнше, бактериялар — бл ерекше клеткаа дейiнгi (прокариотты) бактериоидты дегейлi рылысы бар организмдер, оны рылысы:

· процитке,

· процит отарына,

· полипроциттерге блiнедi.

Бактериялар бiздi планетаны арапайым организмдерi болып табылады, олар рылысы жне тiршiлiк ету процестерi бойынша ртрлi болып келедi:

Цианобактериялар (кк-жасыл балдырлар)[деу]

Цианобактериялар - 2 мы трге жуы 54 бактериялар тiршiлiк етедi. Бл ш млрд жыл брын пайда болан те кне организмдер. Жасушасыны пiшiнi доалы, цилиндрлi таяша трiздi. Ционобактериялар бiржасушалы болуы ммкiн немесе кпжасушалы жiпше райды клетканы жарашасы целлюлоза, нуклеин жне пектин заттарынан трады. Сыртынан Жасушалар тыыз апшы трiздi сiлемеймен апталан. Барлы прокариоттар сияты оларда ядро болмайды. Цианобактериялар жасушаларыны тсi р трлi – ккжасылдан клгiн ызыл жне араа дейiн. Мндай спектр ерекше пигменттер жинаымен аныталады олар – хлорофилдер, ксантофилдер жне фикобилиндер Цианобактериялар жасушаны екiге блiну арылы кбейедi.

Тiршiлiк ету ерекшелiгi фотосинтезбен атмосфералы азотты азотфиксациялау абiлетi болып табылады. Кне дуiрде Архей заманында атмосферасы оттегiмен цианобактерияларды фотосинтезi ызметiнi арасында байыан.

Цианобактерияларды негiзгi блiгi тщы суларда, ал кейбiр аздау трлерi теiздерде мекен етедi. Шалшы суларды арынды глдеуi цианобактериаларды кбеюiмен байланысты. Азотфиксациялайтын цианобактериялар ауа азотын мегерiп оны баса организмдер пайдалана алатын олайлы осылыстара айналдырады. Цианобактерияларды маызы: зат жне энергия айналымында лкен рл атарады.

Архебактериялар[деу]

Архебактериялар («Archaios» — кне) физиологиялы-биохимиялы асиеттерi бойынша наыз бактериялар-эубактериядан ерекше, жасушаны рылысы прокариотты болып келетiн микроорганизмдер тобы. Архебактерияны мембрана липидiнi рамы, эубактерияда да, эукариоттарда да кездеспейтiн глицерин мен изопреноидты спирттi эфирi кiредi. Архебактерия клетка абышасы эубактериядаы муреиннен емес, ышыл полисахаридтен, ауыз немесе псевдомуреиннен трады. РНК-полимеразасы 9-12 субьбiрлiктен трады (эубактерияларда 4-8).

Рибосомалара оан кiретiн ауызды кштi ышылды болуы тн. Эукариот хромосомына тн, архебактерияларды генетикалы материалында жздеп айталанатын нуклеотидтi тiзбектермен интрондар атысады. Архебактериялар рибосомды жне тасымалдаушы РНК-даы нуклеотидтер тiзбегiнi рамы бойынша, баса микроорганизмдерден ерекшеленедi. Архебактериялар зат алмасу типi бойынша, физиологиялы жне экологиялы ерекшелiгi бойынша ртрлi болады, оны iшiне: аэробтар мен анаэробтар, хемогетеротрофтар мен хемоавтотрофтар, нейтрофилдер мен ацидофилдер кездеседi. Кейбiр архебактериялар (галлобактериялар) фотосинтездi, жарыты хлорофил емес, бактериородоксин сiiретiн ерекше типiне ие.

Архебактерияларды бес топа жататын (25 тым) 40 тан астам трi бар. Кейбiр зерттеушiлер Архебактерияларды жеке дниеге, ал басалары (Mendosicutes) жне (Archaebacteria) прокариттар дние стi мен блiмiне жатызады.

Архебактерияларды 1977 жылы Л.Маргун мен Д.Ненни (АШ) солай атап дние дегейiне блiп шыарды. Бл микроплазмаа тн, метантзушi, аэробты ккiрт ышылдаушы, анаэробты ккiрттi айта тзушi, термоацидофильдi ккiрттi аэробтар мен галафилдер. Архебактерияларды клетка пiшiнi шар, цилиндр, спираль, суле, тртбрыш, орап трiздi жне т.б. болып келедi. Олар, прокариоттар сияты нуклеидтен, эукариоттара тн мембранды органелла: митохондрия, лизосома, Гольджи аппараты, эндоплазмалы тордан трады. Барлыында клеткалы абыша, кейтрлерiнде талшы пен фибриллдер болады. Кейбiр трлерi моноабатты липидтi мембрана тзедi. Кбiсiнде гликоген кездеседi.

Клеткалы абыша рамында муреин орнын баса биополимерлер ышыл МПС, ауыз немесе псевдонуклеин райды. Оны нуклеиннен айырмашылыы, оны рамында мурамды ышыл болмайды. 100 градустан жоары температурада дамуы ммкiн.

 

Табиатта микроазаларды сері.

Микроазаларды лемі те бай жне р илы.
Табиатта микроазаларды те са тобы ультрамикробтар да кездеседі. Микроазаларды бл тобыны ішінен бактериофагтар, сзілуші вирустарды адам мірінде зор маызы бар. Вирустарды шамасы миллиметрді миллиондаан блігіне те, яни оларды миллимикрондармен немесе микромикрондармен лшейді.

Олар топырата, суда жне ауда ке тараан. Оларды ке таралуы табиатта кез-келген нрсені орек етуіне, тіршілік ортасына тез бейімделгіш келуі, яни ыстыа да, суыа да, ылалды тапшылыына тзімділік танытуы себепші болады.

Микроорганизмдер жерді барлы геологиялы сфераларында – литосферада, гидросферада, атмосферада табылады.

Бларды екеуі микроорганизмдер саталатын жне тіршілік ететін орталар, ал шіншісі – уаытша мекендеу жне таралу ортасы. Табиатта микроорганизмдерге абиотикалы факторлармен атар олармен бірге тіршілік ететін организмдер, биотикалы факторлар да сер етеді.

Микроорганизмдерге сырты ортаны факторларыны сері.
Табиатта микроорганизмдерге абиотикалы факторлармен атар олармен бірге тіршілік ететін организмдер, биотикалы факторлар да сер етеді.

Абиотикалы факторлар
Абиотикалы факторлар – бл организмдерді оршаан тіршіліксіз орта, яни олара организмдер тіршілік ететін табии ортаны жадайларын жатызады. Микроорганизмдерге климатты факторлар (температура, жары, ылал) мен ортаны физикалы-химиялы жадайлары (рН, оттек, осмосты ысым, еріген ор заттарыны концентрациясы, сйы-сйы жне сйы- атты фаза шекарасы) сер етеді. Биосфераны абиотикалы компоненттері организмдер тіршілігін тежеп немесе реттеп отырады. Ортаны наты компоненттеріні жетіспейтін немесе арты млшері организмні суін тежейді немесе лимиттейді. Сондытан организмдерді орта факторларына атынасын оларды минималды жне максималды крсеткіштері бойынша сипаттайды. Бл крсеткіштерден тірі организмдерді олайлы суі шін ажетті оптимум зонасын бліп алуа болады. Ауыту оптимум зонасынан нерлым алша байалса, сорлым оларды организмге тежегіш серлері айын байалады. Минимум жне максимум арасындаы диапозон организмдерді тіршілік ету немесе толеранттылы (тзімділік) шегін анытайды.

Биотикалы факторлар.
Микробтара физикалы жне химиялы факторлармен атар биологиялы факторларда сер етеді. Табиатта олар зара байланысты жне бір-біріне туелді. Траты экологиялы жйеге біріккен тірі организмдерді биоценоз деп атайды. Оларды рбіреуіне популяцияны трлік жне санды арыматынасы тн. р трлі ценоздарды ішінде (фитоценоз, зооценоз) табиатта лкен орын алатыны - микробиоценоз- микроорганизмдер бірлестігі. Эволюция процесі нтижесінде микроорганизмдер жне олармен жоары сатылы организмдер арасында белгілі бір тр ішінде топ аралы арым-атынастар алыптасан