Цитоплазматична мембрана
Під клітинною стінкою розташована цитоплазматична мембрана (ЦПМ), яка є обов'язковим структурним елементом клітини і оточує цитоплазму. Бактеріальна клітина втрачає життєздатність при порушенні її цілісності. На долю ЦПМ припадає всього 8-15 % сухої речовини клітини. Загальна товщина приблизно 5-10 нм. У більшості прокаріотів ЦПМ єдина мембрана.
ЦПМ утворена двома шарами ліпідів (ліпідний біслой), в які включені білки, а зовні розташовані периферичні білки. За хімічним складом вона містить 50-75% білків, 15-45% ліпідів та незначну кількість вуглеводів.
ЦПМ грає найважливішу роль в метаболізмі бактеріальної клітини. Вона є осмотичним бар'єром і регулює осмотичний тиск в клітині, контролює транспорт речовин в клітину та виведення метаболітів назовні. У бактерій ЦПМ виконує енергетичну функцію. ЦПМ бактерій - структура, де відбуваються окисно-відновні процеси. ЦПМ - енергетичні станції з ферментами окислювального фосфорилювання. ЦПМ приймає участь в поділі нуклеоїду, оскільки молекула ДНК при цьому процесі прикріплюється до неї. Вона бере участь у синтезі компонентів клітинної стінки та капсули.
Цитоплазма
Цитоплазма являє собою колоїдну систему, яка складається з двох фракцій: цитозоль та структурні елементи.
Цитозоль - це фракція цитоплазми, яка має гомогенну консистенцію. У молодих вегетативних клітин міститься 85% води. В воді утворюється колоїдна система з білків, нуклеотидів, БАР, вітамінів, осмотично-активних речовин, вуглеводів, мінеральних елементів, токсинів. Друга фракція включає різноманітні структурні елементи клітини: генетичний апарат, плазмідм, рибосоми, мезосоми, включення, внутрішньоклітинні структури, вакуолі.
Рибосоми - це органоїди, мають 10-20 нм в діаметрі і складаються з РНК (60%) та білка (40%).Кожна бактерія містить від 5000 до 50000 рибосом, які виконують важливу фізіологічні функцію - синтез білків. Під час активного синтезу білків рибосоми утворюють специфічні ланцюги - полісоми. Синтез білка йде в 2 етапи: за один етап нова молекула білка збільшується на одну молекулу амінокислоти.
Багато бактерій разом з хромосомною ДНК мають в цитоплазмі позахромосомні кільцеві або лінійні ДНК дуже невеликого розміру, які називають плазміди. В плазмідах закодована важлива інформація, що визначає життєдіяльність клітини в певних умовах, в тому числі хвороботворність, структуру ферментів, які дозволяють клітині знешкоджувати деякі антибіотики та інше.
Мезосоми - це тільця розміром 100 А, вони утворюються з ЦПМ. У ЦПМ існують інвагінації - складки. Вони мають форму бульбашок, можуть нагадувати сітку, можуть бути трубчасті, пластинчасті. Там локалізовані окисно-відновні ферменти, тобто енергетичний обмін. Поруч з цим мезосоми - місце прикріплення плазмід, синтезу ферментів.
Внутрішньомембранні структури виконують різноманітні функції. У прокаріот вони забезпечують дихання, захист від УФ променів, фотосинтез, окисно-відновні процеси. В них містяться бактерії, хлорофіл, каротин та інші пігменти.
Включення - гранули різної форми та розмірів або краплі. Наявність їх в клітині не можна вважати за постійну ознаку мікроорганізму, оскільки включення зв'язані з фізичними та хімічними умовами середовища існування та можуть розглядатися як запасні джерела енергії та поживних речовин.
Будова спори
екзоспоріум
зовнішня оболонка спори
внутрішня оболонка спори
корт екс (кора)
клітинна стінка зародку
цитоплазматична мембрана
цитоплазма з ядерною речовиною
Рис. Будова зрілої ендоспори
Спори бактерій - ендоспори - внутрішньоклітинні утворення круглої або овальної форми. При забарвленні бактерій за Грамом клітина - синя, а спора прозора. Продукція спор - стадія циклу розвитку паличкоподібних грам позитивних Bacillus та Clostridium (виняток Lactobacillus), яка виробилась в процесі еволюції в боротьбі за збереження виду. Функція спор бактерій - захист. Спори знаходяться в стані анабіозу - не розвиваються, не розмножуються, але зберігають життєздатність. При попаданні в благо приємні умови одна спора проростає в одну вегетативну клітину.
Спори утворюються в несприятливих умовах, під впливом фізичних та хімічних факторів: низька вологість, температура, висока концентрація речовин, радіація, УФ промені. Процес спороутворення йде від 18 до 72 годин і відбувається по стадіям. Спочатку утворюється спорогенна зона і проспора, потім йде дозрівання спори. На 1 етапі втрачається вода, розпадаються материнські білки, синтезується специфічна лише для спори діпіколінова кислота, активно поглинається кальцій, який з нею дає халатні комплекси. На 2 етапі йдуть формування багатошарової оболонки і всіх структур. Спора відрізняється від вегетативної клітини підвищеною стійкістю до несприятливих умов.
Властивості спор:
- термостійкість. В той час, коли вегетативні клітини гинуть при 80 °С за 10 хвилин, спори гинуть при автоклаву ванні протягом 24 хвилин при температурі 120°С при тиску 1 атм (1,61•10іПа). У висушеному стані вони гинуть при нагріванні до 150-160°С протягом декількох годин.
Спори Clostridium botulinum витримують кип'ятіння протягом 5-6 годин. Спори окремих видів бактерій відрізняються особливою термостійкістю. Спори Clostridium botulinum можуть складати залишкову мікрофлору стерилізованих консервів, також спори Clostridium botulinum являються еталонною тест - культурою при науковому обґрунтуванні режимів стерилізації.
Терморезистентність спор обумовлена низьким вмістом води (до 40%, вона знаходиться у зв'язаному стані) та вмістом дипіколінату кальцію.
- хімічна стійкість спор обумовлена непроникністю багатошарової оболонки.
- стійкість до радіації, УФ-променів пов'язана зі значною концентрацією сірковмісних амінокислот (цисті, цистеїн).
В зовнішньому середовищі спори можуть зберігатись тисячі років.
Розрізняють декілька видів типів спороутворення (див. рис.). Якщо при утворенні спори в центрі клітини форма її не змінюється, то такий тип спороутворення називається бацилярним, він властивий представникам роду Bacillus. Коли клітина в середині потовщується та набуває вигляду веретина, то такий тип спороутворення називається клостридіальним (він характерний для збудника гниття білків Clostridium sporogenes). Іноді спора утворюється ближче до кінця клітини і тоді клітина набуває вигляду тенісної ракетки - це плектридіальний тип спороутворення (він притаманний збуднику ботулізму Clostridium botulinum). Клостридіальний та пектридіальний типи властиві бактеріям роду Clostridium.
Мікроміцети
Мікроміцети - це численна та різноманітна група, яка включає до 100 тисяч видів. Вони дуже поширені у природі і зустрічаються майже в усіх кліматичних зонах. Найбільш розповсюджені у грунтах, а також у водоймищах. Утворюють на поверхні субстратів цвіль різного кольору, тому їх називають плісеневими грибами.
За типом дихання - аероби і розвиваються переважно на поверхні субстрату. Але є і мікроаерофіли, які розвиваються при невисоких концентраціях кисню (<5%) і здатні проростати в середину субстрату.
За типом живлення гриби - хемогетеротрофи. Джерелом вуглецю для них можуть бути вуглеводи, органічні кислоти, білки.
Джерелом азоту для плісеневих грибів є амінокислоти, білки, а також неорганічні речовини.
Таким чином, субстратом для розвитку грибів можуть бути як харчові продукти, сировина і корми, так і технічні матеріали (целюлоза, резина, фарби).
Псування продуктів, що викликають плісеневі гриби, називається пліснявінням.
Більшість грибів є мезофілами і віддають перевагу середнім температурам 16-27°С. Температурний оптимум у грибів нижчий, ніж у бактерій, є холодолюбиві види, які відносяться до психрофілів. Найбільш холодостійкі види - Cladosporium gerbarum, Thamnidium elegans. Гриби здатні розвиватися при вологості повітря 70-100%. Серед них є і ксерофіти, які розвиваються при вологості до 65%.Вони псують солодку продукцію з низьким вмістом вологи (мармелад, джем, пастилу).
Інтоксикації грибкової природи називають мікотоксикозами, а метаболіти грибів, які мають токсичні властивості, називають мікотоксинами. Відомо більш двохсот індивідуальних мікотоксинів. Найбільш повно вивчена хімічна природа афлатоксинів, зеараленону, трихотеценів, охратоксинів, стеригматоцистину.
Більшість мікотоксинів термостійкі, канцерогенні, мають кумулятивні властивості. Мікотоксини можуть зберігатися в продуктах навіть при стерилізації.
Для запобігання ураження плісеневими грибами загальноприйняті технології зберігання сировини доповняють обробкою спеціальними хімічними препаратами - плісеневими інгібіторами, які містять органічні кислоти та їх солі.
Пряме сонячне світло гальмує розвиток плісеней, але чергування світла і темряви стимулює ріст і спороутворення. Багато видів грибів, що містять пігменти, є стійкими до УФ світла і радіації.
Плісеневі гриби мають і позитивне значення для харчової промисловості. Деякі гриби використовують у заквасках для виробництва кисломолочних продуктів і сирів, для одержання ряду органічних кислот (лимонної, щавлевої, яблучної), антибіотиків, вітамінів, ферментів.
Плісеневі гриби можуть синтезувати різні вторинні метаболіти, багато з яких володіють біологічною активністю. Метаболіти грибів, які здатні викликати токсичну дію у людей і тварин, наз. мікотоксинами.
Морфологія та будова клітин мікроміцетів
Вегетативне тіло грибів називається міцелієм або грибницею. Міцелій являє собою систему розгалужених ниток-гіфів, що складаються з довгих клітин, які розміщені в один ряд. Міцелій буває двох типів: септований і несептований. Септи являють собою поперечні перегородки, які поділяють міцелій на ряд окремих клітин.
Септи мають центральну пору, через яку з клітини в клітину вільно перетікають цитоплазма і ядра. Більша частина гіфів розвивається над поверхнею субстрату і називається повітряним або поверхневим міцелієм. Саме тут розташовані органи розмноження.Гриби мають еукаріотну будову клітини, яка подібна до будови рослинних клітин.
Зовні клітина грибів покрита багатошаровою стінкою, яка на 80-90% складається з полісахаридів (хітин, целюлоза). Під стінкою розташована ЦПМ, яка оточує цитоплазму. В цитоплазмі містяться ядра (від 1 до 30). Ядро оточене власною ядерною мембраною з порами, містить ядерце і хромосоми. В ядерці відбувається синтез попередників рибосом, які транспортуються через пори ядра в цитоплазму. В цитоплазмі містяться 30-50 тисяч рибосом. В клітинах грибів є система внутрішньо - клітинних елементарних мембран.
Клітини грибів містять органоїди: ядро, мітохондрії, ендоплазматичну сітку, апарат Гольджи, лізосоми.
Мітохондрії - багатокамерні трубочки з еластичними стінками. Вони є енергетичним центром клітини.
Ендоплазматична сітка - мембранна система, в якій розташовані ферменти, що відповідають за біосинтез вуглеводів, ліпідів і транспорт речовин всередині клітини.
Апарат Гольджі - здійснює транспортування речовин, що синтезуються в ендоплазматичній сітці, і вилучення продуктів обміну.
Лізосоми - розщеплюють білки, ліпіди, полісахариди до простих сполук. У випадку пошкодження лізосом ферменти виходять в цитоплазму і здійснюють лізис (розчинення усіх органоїдів).
Способи розмноження мікроміцетів
Міцелі альні гриби розмножуються вегетативно та за допомогою спор.
Вегетативне розмноження відбувається за допомогою шматочків гіфів та міцелію. Будь-яка частина міцелію здатна до росту. Шматочки міцелію відриваються від гриба та розносяться вітром, попадають на відповідний субстрат, проростають і утворюють новий організм.
Спори в еукаріотичних організмах виконують подвійну функцію - розмноження та збереження виду. Спороутворення може відбуватися статевим і безстатевим шляхом.
Безстатеве спороутворення зв'язане з утворенням спеціалізованих репродуктивних органів без попереднього злиття клітин. Безстатеве розмноження нижчих грибів здійснюється внутрішніми спорами або ендоспорами, вищих грибів - зовнішніми спорами або екзоспорами.
Ендоспори утворюються в середині особливої клітини, яка наз. спорангієм . При дозріванні оболонка під впливом ферментів грибів і вологи розпливається і спори висипаються у зовнішнє середовище.
Екзоспори прийнято називати конідіями або конідієспорами, а плодоносний гіф - конідієносцем. Конідії розповсюджуються повітряними потоками і в сприятливих умовах проростають, утворюючи новий міцелій.
Статеве розмноження грибів обов'язково включає злиття двох ядер. У нижчих грибів спочатку відбувається злиття двох багатоядерних гіфів міцелію. Потім відбувається попарне злиття ядер. Процес закінчується утворенням зігоспори, яка згодом проростає і утворює органи плодоношення.
У вищих грибів в залежності від класу розмноження відбувається по різному.
В аскоміцетів - злиття ядер і вмісту двох клітин різних гіфів, потім відбувається ділення ядра.
Утворення зигоспори. Утворення аскоспор
Навколо нових ядер концентрується цитоплазма і утворюється спорова оболонка. Материнська клітина покривається товстою оболонкою і перетворюється в аск (сумку). Всередині може бути від 2 до 8 аскоспор.
Зверху сумка покривається переплетенням гіфів. При цьому відбувається утворення плодового тіла.
Систематика мікроміцетів
Мікроміцети поділяють на шість класів: хітридіоміцети, ооміцети, зигоміцети, аскоміцети, базидіоміцети та дейтероміцети.
Хітридіоміцети (Chytridiomycetes). У них міцелій відсітній або слабо розвинутий, тіло гриба являє собою голу цитоплазму. Безстатеве розмноження відбувається за допомогою рухомих зооспор, які утворюються в зооспорангіях. Багато представників цього класу є водними організмами, які розвиваються на відмерлих водоростях або паразитують на них. Деякі існують в грунті, інші відомі як паразити рослин.
Ооміцети (Oomycetes) являють групу організмів з характерним статевим процесом - оогамією та рухливими зооспорами з двома джутиками, які утворюються при безстатевому спороутворенні. Більшість ооміцетів є облігатними паразитами, що існують на рослині-хазяїні. Представники родів Pithium, Phytophthora викликають хвороби с/г рослин.
Зигоміцети (Zygomycetes) включають декілька порядків, найбільш поширений є мукоральний (Mucorales), що містить 14 родин. Серед мукорових грибів можна відмітити роди Mucor, Thamnidium, Rhizopus.
Гриби роду Mucor («головчаста плісень») можуть розвиватися на продуктах рослинного походження.
а- спори
б- спорангій
в- спорангієносець
Вони часто псують вологе зерно. Деякі види здатні викликати спиртове та молочно-кисле бродіння. У промисловості мукорові гриби використовуються для виробництва оргенічних кислот, ферментів, каротиноїдів та стеринів. Можуть рости на стінах вологих проміщень у вигляді сірого пухнастого нальоту.
Гриби роду Rhizopus відрізняються тим, що їх спорангієносці ростуть групами у вигляді пучків по декілька штук зі сплетення гіфів, що називається вузлом. Спорангієносці зверху мають потовщення - апофізу. Гриб утворює ризоїди, які є органами прикріплення гриба до субстрату і нагадують коріння рослин.
З їх допомогою гриб отримує поживні речовини з субстрату. Органами розселення гриба по субстрату є столони. Гриби цього роду вражають ягоди, коренеплоди, бульби, викликаючи «м'яку» гнилизну. Часто зустрічається на харчових продуктах - хлібі, рисі, борошні, плодах та овочах.
Гриби роду Thamnidium відрізняються тим, що у головного спорангієносця є бокові відгалуження виделкоподібної форми, а на їх кінцях розташовані невеликі спорангії - спорангіоли.. Вони містять одну або невелику кількість спор.
Вид Thamnidium elegans є найбільш холодостійким, тобто психрофітом і здатний псувати продукти навіть в холодильних камерах. Викликає глибинне псування продуктів, синтезує мікотоксин, тому м'ясо і м'ясні вироби уражені Thamnidium elegans не придатні для використання.
Аскоміцети (Ascomycetes) або сумчасті гриби. До аскоміцетів, які мають особливе значення в житті людини, відносяться представники родів Aspergillus і Penicillium. Ці гриби - типові мешканці грунту, а також виявляють в повітрі, на зерні, плодах, овочах, харчових продуктах.Серед грибів цих родів відомі продуценти таких антибіотиків як пеніцилін, цитрин, фумагілін та ін.
Деякі види синтезують мікотоксини.
Рід Aspergillus (лієчка плісень) характеризується розгалуженим багатоклітинним септованим міцелієм. Конідієносці несептовані. На вершині відростають китички. На китичках ланцюжками розташовані конідії (див.рис.а), які часто забарвлені.
Деякі види аспергилів використовуються у промисловості - для отримання лимонної кислоти, при виробництві ферментних препаратів, для освітлення соків.
Серед аспергилів є збудники грибних захворювань - мікозів.
Гриби роду Penicillium мають багатоклітинний, розгалужений септований міцелій. Конідієносці також септовані (див.рис.б)
Конідії розносяться потоками повітря і проростають. Певні види Penicillium використовують для отримання ферментних препаратів.
Базидіоміцети (Basidiomycetes). Орган спороношення - базидія.
До них належать сажкові та іржасті гриби. Базидіоміцетам є шкідник деревини, їстівні гриби, а також різноманітні сапрофіти, що беруть участь у розкладі органічних залишків.
Дейтероміцети (Deuteromycetes) мають добре розвинений септований багатоклітинний міцелій. Розмножуються безстатевим шляхом - конідіями. Багато представників даного порядку - Cladosporium, Alternaria, Fusarium, Botrytis.
Гриби роду Fusarium мають розгалужений багатоклітинний міцелій, розмножуються конідіями і поділені септами на клітини.
1- Fusarium
2-Botrytis
3-Alternaria
4-Cladosporium
5- Phoma
6- Catenularia
а- конідії
б- конідієносець
Конідієносці відсутні, конідії формуються на кінцях гіфів міцелію. Fusarium вражає картоплю, томати, буряк, цибулю, часник, злакові культури.
При вживанні хліба із зерна, враженого цими грибами, виникає захворювання, що наз. «п'яна хвороба». При цьому спостерігається слабкість, головний біль, блювання, розлад зору, біль у шлунку.
Рід Botrytis має багатоклітинний міцелій, конідієносці розгалужені, септовані. Вид Botrytis є збудником сірої гнилизни овочів та ягід. Міцелій гриба утворює на поверхні вражених овочів і ягід павутиноподібний наліт білого або сірого кольору. Конідії гриба мають сірувато-зелений колір, що і дало назву псуванню.
Рід Alternaria має конідії гранатоподібної форми, що мають декілька поперечних і повздовжних перегородок. Конідії мають темний колір, розташовані поодиноко або сполучені у ланцюжки, сидять на слаборозвинутих конідієносцях.
Різні види Alternaria широко розповсюджені у грунтах і викликають у с/г рослин чорну гнилизну (альтернаріоз).
Рід Cladosporium має прямі слаборозвинуті конідієносці. На них розвиваються ланцюжки конідій різної форми і розмірів. Зустрічаються кулясті, овальні, циліндричні конідії; конідії з однією або декількома септами, інколи без септ. Певні види добре розвиваються при низьких температурах. Цей гриб виявляється також на сирі, ковбасах, яйцях, маслі.
Принципи класифікації, морфологія та будова клітин дріжджів
Дріжджі - одноклітинні гриби, що не утворюють справжнього міцелію. Дуже поширені у природі, переносяться дощем, вітром, комахами і найбільш часто зустрічаються на рослинах, де є цукристі речовини. Дріжджі грампозитивні нерухомі організми. За типом живлення - хемогетеротрофи, за типом дихання - факультативні анаероби. Але є невелика група дріжджів, які розвиваються на поверхні субстратів і за типом дихання є аеробами.
Клітини дріжджів мають відносно великі розміри (в середньому 2-12 мкм). Дріжджі можуть суттєво змінювати свої форми та розміри.
Клітини дріжджів можуть мати різноманітну форму. Зустрічаються кулясті, овальні, еліптичні, циліндричні, лимоноподібні та інші форми.
За будовою клітини дріжджі відносяться до еукаріот. Дріжджова клітина має клітинну стінку. Під клітинною стінкою розміщена цитоплазматична мембрана, що охоплює цитоплазму клітини, в якій містяться органели та включення. Рибосоми у дріжджів розміщені в цитоплазмі і на зовнішньому боці ядерної мембрани. Ядро дріжджів оточене двошаровою мембраною і містить ДНК у вигляді хромосом.
Клітини дріжджів на 75% складаються з води. Суха речовина містить 90-95% органічних сполук - білків (30-75%), вуглеводів (25-50%), ліпідів (2-5%). Деякі дріжджі здатні синтезувати пігменти каротиноїди (Rhodotorula, Rhodosporidium).
Способи розмноження дріжджів
Дріжджі розмножуються вегетативно і за допомогою спороутворення, яке буває статевим і безстатевим. До вегетативних способів розмноження відносяться брунькування, поділ, брунькування поділом. При будь-якому вегетативному способі розмноження попередньо відбувається ділення ядра.
Вегетативне розмноження. Брунькування - найбільш розповсюджений спосіб розмноження. Воно характерне для дріжджів, що мають кулясту і овальну форму.
Розмноження поділом відбувається внаслідок утворення в дріжджовій клітині однієї або декількох поперечних перегородок - септ. Цей спосіб розмноження характерний для дріжджів циліндричної форми.
Брунькування поділом характеризується тим, що утворення дочірніх клітин починається з брунькування, а закінчується утворенням добре помітної септи в районі перешийка. Такий спосіб характерний для дріжджів лимоноподібної форми.
Спороутворення спостерігається у дріжджів при несприятливих умовах і відбувається після багаторазового розмноження шляхом брунькування. Оптимальна температура спороутворення 20-30°С.
Безстатеве спороутворення відбувається без попереднього злиття дріжджових клітин. Ядро ділиться на декілька частин - відповідно числу майбутніх спор. Ці спори знаходяться всередині материнської дріжджової клітини. Клітина виконує роль аска, тому наз. аскоспорами. При дозріванні аскоспор оболонка клітини розривається і спори попадають у зовнішнє середовище і проростають у вегетативні клітини.
Статеве розмноження дріжджів відбувається шляхом копуляції. Внаслідок копуляції можуть утворюватися аскоспори (у аскоміцетів) або екзогенні спори спори дії (у базидіоміцетів).
В цілому, спороутворення у дріжджів має подвійну функцію: розмноження і формування стійких видів. Спори дріжджів менш стійкі, ніж спори бактерій. Вони витримують температуру тільки на 10°С більшу, ніж вегетативні клітини дріжджів.
Характеристика найважливіших для промисловості родів дріжджів
Найбільше значення мають «культурні» дріжджі роду Saccharomyces, які викликають енергійне спиртове бродіння. У виробництві етилового спирту, пива, квасу, при приготуванні дріжджового тіста використовуються дріжджі Saccharomyces cerevisiae. Ці дріжджі мають овальну форму.
У хлібопеченні використовують раси дріжджів Saccharomyces cerevisiae, що активно виділяють вуглекислий газ, який сприяє доброму розпушенню і підніманню тіста.
Дріжджі поділяються на верхові та низові.
Верхові дріжджі здійснюють процес бродіння при відносно високих температурах (20-28°С). Процес бродіння відбувається бурхливо і забезпечує високий вихід спирту.
У виноробстві та пивоварстві використовують низові дріжджі. Низові дріжджі здійснюють процес бродіння при відносно низьких температурах (5-10°С). Спиртове бродіння протікає більш спокійно. Вони утворюють порівняно мало піни і каламуті, формують компактний осад у вигляді пластівців. Найбільш поширені у виноробстві винні дріжджі Saccharomyces vini, які мають еліптичну фору. До «диких» дріжджів відносяться дріжджі роду Zygosaccharomyces rautensteinii. Ці дріжджі осмофільні. Розвиваються при високих концентраціях цукру і солі (60-80%). Можуть псувати мед, сироп, варення, джем, згущене молоко з цукром, засолене м'ясо та рибу. Розмножуються статевим шляхом, викликають дуже повільне бродіння і в результаті накопичують до 10% спирту.
Дріжджі роду Schizosaccharomyces pombe є енергійними збудниками спиртового бродіння, але воно відбувається повільно. Можуть зброджувати глюкозу, сахарозу, мальтозу і декстрини, також яблучну кислоту в спирт і вуглекислий газ. Мають циліндричну форму із закругленими кінцями. Розмножування відбувається поділом. Використовують у виробництві рому і деяких сортів пива.
Дріжджі роду Saccharomycodes мають великі розміри, розмножуються брунькуванням поділом. Молоді клітини овальної форми, а дозрілі - лимоноподібної. Здійснюють спиртове бродіння з утворенням до 10% спирту. Це шкідники виноробства, які викликають помутніння вин, утворюють оцтово-кислий ефір, що надає вину гострий неприємний прокислий запах.
Рід Candida має клітини овальної і циліндричної форми. Вони є аспарогенні дріжджі. Рід Candida розмножується брунькуванням. Не викликають спиртового бродіння і тому є шкідниками бродильного виробництва.
Деякі види цього роду завдають шкоди дріжджовому виробництву, тому що якість хлібопекарських дріжджів знижується. Різні види роду Candida використовуються для отримання кормового білка та білково-вітамінних концентратів. З 500кг дріжджів можна отримати 50т білка. Існують патогенні види, які викликають кандидози, тобто уражають слизові оболонки рота, а інколи шкіри.
Дріжджі роду Torulopsis викликають спиртове бродіння і тому використовуються у виробництві кефіру і кумису. Мають кулясту, інколи овальну форму. Розмноження - численне брунькування. У виноробстві вважаються шкідниками, тому що утворюють слиз. Деякі дріжджі цього роду використовують для промислового одержання кормового білка.
Дріжджі роду Rhodotorulа відіграють певну роль у виробництві молочнокислих продуктів. Дріжджі можуть розмножуватися у молоці і мають здатність зброджувати лактозу. Але розвиток дріжджів в молоці більш повільний, ніж молочнокислих бактерій. Молочнокислі продукти, що виробляються з використанням заквасок дріжджів, мають лікувально-профілактичні властивості, тому що дріжджі синтезують антибіотичні речовини, активні проти патогенних штамів кишкової палички і збудника туберкульозу.
Віруси
Відмінні ознаки вірусів, будова віріонів, морфологія вірусів
В 1880 році Пастер застосував вакцини для лікування сказу, але про вірусну природу цієї інфекції, в той час було ще невідомо. Основоположником вірусології зїявися Івановський, він в 1892 р. відкрив збудника тютюнової мозаїки, якого не затримував бактеріальний фільтр.
Віруси (від лат. virus - отрута) -особлива форма життя, для якої відмінними ознаками, за якими вона відрізняється від інших живих істот є те, що віруси не мають клітинної будови, містять тільки один вид нуклеїнової кислоти та не здатні репродуктувати поза живою клітиною. Віруси - облігатні паразити.
Окрема зріла вірусна частка одержала назву віріон. Віріон складається з однієї молекули нуклеїнової кислоти та білкової оболонки. Оболонку віріонів називають капсидом (від сарsa - вмістилище). Капсиди утворюються з білкових субодиниць (поліпептидів), які називаються капсомерами. Їх кількість та метод укладки є постійним для кожного виду вірусів і використовується як таксономічна ознака.
Капсид віконує захисні йункцї і має досить високу стабільність до різних факторів внутрішньоклітинного середовища і особливо, до дії протеолітичних ферментів. Друга функція капсида полягає у забезпеченні адсорбції вірусів лише на тих клітинах, де може відбуватись їх розмноження.
У вірусів носієм генетичної інформації можуть бути як молекули ДНК, так і молекули РНК.
Розміри вірусів коливаються у межах від 8 до 750нм. Вони проходять крізь бактеріальні фільтри, а побачити їх можна тільки за допомогою електронного мікроскопа. Віруси - ультрамікроорганізми.
За формою віріонів віруси поділяються на:
паличкоподібні (віруси тютюнової мозаїки, сказу та ін.),
сферичні (віруси грипу, курячої саркоми, кору та ін.),
кубовидні (віруси натуральної віспи, папіломи людини і тварин, аденовіруси, ентеровіруси тощо),
ниткоподібні (віруси мозаїки пшениці, квасолі, сої, кавунів)
булавовидні (віруси бактерій).
Хімічний склад вірусів та їх відношення до факторів навколишнього середовища
Елементарний склад віріонів в середньому може характеризуватись такими показниками (%):
вуглець - 50 - фосфор - 0,4-0,5
кисень - 20 - сірка - 0,1-0,2
водень - 7 - зольні елементи - 2,5
азот - 16
До складу простих вірусів входить нуклеїнова кислота та білок. Складні віруси містять також ліпіди, вуглеводи та ферменти.
Нуклеїнова кислота (ДНК або РНК) становить від 1% до 40% маси віріона.
Маса білків становить 70-90%, які поділяються на структурні та не структурні.
Кількість ліпідів - 15-35%, кількість вуглеводів - 10%.
Віруси не чутливі до дії низьких температур. При дії високих температур більшість вірусів інактивується. Але вірус гепатиту термостійкий. Кислоти, луги, дезінфікуючі речовини активно знищують віруси. Ультрафіолетові промені проявляють сильну інактивуючу дію. Деякі віруси, інактивовані формаліном, зберігають імуногенні властивості, що дозволяє використовувати формалін для одержання вакцин.
Класифікація вірусів
Віруси характеризуються специфічністю, тому залежно від того, які організми вони вражають (на яких паразитують), їх поділяють на:
1) віруси рослин (фітопатогенні), які поділяються на спіральні паличкоподібні (вірус тютюнової мозаїки), спіральні ниткоподібні (х-вірус картоплі, вірус жовтухи цукрового буряка), сферичні або ікосаедричні (вірус некрозу тютюну), бацилоподібні або кулясті (вірус карликової кукурудзи, жовтої карликової картоплі, мозаїки озимиї пшениці).
Генетичним матеріалом фітопатогенних вірусів найчастіше служить РНК.
Вірусні хвороби рослин є хронічними і одужання не настає.
2) віруси, патогенні для тварин та людини. Відомо більше 500 видів. Вони містять або одноланцюгову РНК, або дволанцюгову ДНК. Деякі віруси вражають тільки один вид тварин. Потрапляють до організму людини контактним шляхом (вірус герпесу), через дихальні шляхи (віруси грипу, кору, віспи), з їжею або водою через кишково-шлунковий шлях (віруси поліомієліту, гепатиту А), через кров при укусах комах і тварин (віруси енцефаліту, сказу), при ін'єкціях (вірус гепатиту В, вірус набутого імунодефіциту)
Для лікування людей застосовують людський інтерферон.
3) віруси бактерій (бактеріофаги). Це віруси, що паразитують у бактеріальних клітинах.
Бактеріофаг - це віруси, що паразитують у бактеріальних клітинах. Більшість родин бактеріофагів містить дволанцюгову ДНК, але є такі, що мають одно ланцюгову ДНК; бактеріофаги двох родин містять одно-ланцюгову РНК. Дія фагів на бактерії строго специфічна - кожний з них викликає загибель лише певного виду бактерій. Фаги інфікують і руйнують лише молоді клітини, що розвиваються. Більшість фагів складається з багатогранної головки і хвостового відростка. Розмір головки фага 40-140 нм. Розмір хвостового відростка може досягати 250 нм в довжину і 25 нм в ширину.
Застосування фагів. Основане на їх суворій специфічності і властивості руйнувати мікробні клітини або вступати з ними у симбіоз. В наш час фаги широко застосовують при лікуванні і профілактиці стафілококових і стрептококових захворювань, особливо таких, які не піддаються дії антибіотиків, а також холери і чуми. Фагопрофілактику проводять у період підйому захворюваності і загрозі виникнення епідемій. Немає протипоказань до застосування фага, вони не шкідливі для людей і діють вибірково, лізуючи лише певні мікроби. Проводиться індивідуальний підбор фага. Фаги випускаються фармакологічною промисловістю у рідкій та сухій формі. Фаги використовують для ідентифікації виду бактерій - збудників інфекційних захворювань.
У промисловості фаги можуть вражати клітини бактерій та інших мікроорганізмів. Бактеріофаги приносять велику шкоду молочній промисловості.
Основні шляхи попередження розвитку бактеріофага: підтримка асептичних умов вирощування заквасок, заміна заквасок, чергування в заквасках штамів, які не чутливі до великої кількості типів бактеріофагів та ін.
Практичне застосування фагів. Застосування фагів базується на їх строгій специфічності і здатності руйнувати мікробні клітини або вступати з ними в симбіоз.
1. Фагопрофілактика та фаготерапія. Попередження та лікування інфекцій за допомогою фагів базується на тому, що зустрівши в організмі хворого збудника захворювання, фаг знищує його.
В даний момент фаги широко застосовують при лікуванні та профілактиці стафілококових та стрептококкових захворювань, особливо таких, які не піддаються дії антибіотиків. Цінним фактором являється те, що нема протипоказань до застосування фагів, вони нешкідливі для людей та діють вибірково, тобто лізують тільки визначенні мікроорганізми.
Однак застосування фагів для лікування захворбвань незавжди ефективно. Це обумовлюється великою кількістб фаготипів одного й того ж збудника. Що потребує індивідуального добіру фагу.
Страницы: 1, 2
