CLASIFICAREA MICROORGANISMELOR
Noţiunea de microorganism nu are semnificaţie taxonomică, taxonomică, reuneşte un grup heterogen de organisme diferite ca poziţie sistematică.
Trei proprietăţi comune ale microorganismelor microorganismelor
1.Toate 1.Toate au dimensiun dimensiunii microsco microscopice pice generall au organ organiza izare re unicelu unicelular lară. ă. 2.În genera 3.Structura lor internă este relativ simplă, comparativ cu a macroorganismelor.
Noţiunea de microorganism nu are semnificaţie taxonomică, taxonomică, reuneşte un grup heterogen de organisme diferite ca poziţie sistematică.
Trei proprietăţi comune ale microorganismelor microorganismelor
1.Toate 1.Toate au dimensiun dimensiunii microsco microscopice pice generall au organ organiza izare re unicelu unicelular lară. ă. 2.În genera 3.Structura lor internă este relativ simplă, comparativ cu a macroorganismelor.
Heterogenitatea microorganismelor microorganismelor este definită de alte trei caracteristici:
1.- poziţia sistematică sistematică a microorganismelor este
foarte diferită; 2.- activităţile biologice (fiziologice) pe care le desfăşoară sunt foarte diversificate 3.- morfol morfologi ogiaa si struct structura ura internă a diferitelor grupe de microorganisme sunt foarte diferite.
Clasificarea microorganismelor Procariote • Eubacteria (bacterii adevărate); • Cyanobacteria (fostele “alge” albastre -verzi)
• Archaea, un grup de microorganisme asemănătoare cu bacteriile adevărate, din punct de vedere morfologic şi structural. Eucariote
• Fungii microscopici, cu un număr mare de reprezentanţi; 1.Levurile (drojdiile). 2.Mucegaiurile (fungi filamentoşi); • Algele microscopice • Protozoarele.
Conform clasificării în 5 regnuri microorganismele sunt repartizate în 3 dintre ele •Regnul MONERA Eubacteria Archaea Cyanobacteria •Regnul PROTISTA Protophyta Protozoa •Regnul FUNGI Drojdiile
Fungii filamentoşi (mucegaiuri)
Conform clasificării în trei domene microorganismele sunt prezente în toate dintre ele :
Regnul Monera cuprinde microorganisme a căror celule sunt primitive, de tip procariot , lipsite de
nucleu adevărat şi de organite celulare nespecifice, dar cu un înveliş suplimentar numit perete celular.
nu
au nucleu adevãrat ci un cromozom haploid format dintr-o moleculã circularã de ADN lipsite de organite celulare comune cu excepţia ribozomilor au perete celular rigid Se divid direct
REGNUL MONERA Acest regn este integral reprezentat de
microorganisme. Caracterul de bază al acestei grupe sistematice este lipsa nucleului structurat
1. Subregnul ARCHAEA Originea filogenetică distinctă se bazează pe secvenţa nucleotidelor din ARNr corelată cu maniera unică în transferul ARN. Multe specii nu conţin acid muramic, de aceea nu formează peptidoglican. Morfologic pot apare sub formă de coci, bastonaşe, filamente sau au o formă neregulată. Multe specii sunt pleomorfice (pot avea forme diferite). Sunt Gram-negative şi nu formează endospori. Multe specii au flageli. Include specii metanogene, strict halofile şi termoacidofile. Methanosarcina acetivorans
REGNUL MONERA 1.
Subregnul ARCHAEA
Methanobrevibacter ruminantium tr ăieşte în stomacul rumegătoarelor ca endosimbiont.
Este absolut indispensabil acestora alături de alte specii de bacteri şi de protiste.
Methanolobus vulcani a fost identificat
în craterele unor vulcani oceanici abisali .
Arhebacteriile halofile tr ăiesc în apele sărate sau alcaline. În mediile extreme tr ăiesc sub formă de spori. Formele halofile sunt aerobe.
Halobacterium salinarium tr ăieşte în apele hiperhaline.
Halobacterium sodomense se
întâlneşte în apele cu înalte concentraţii de magneziu.
Arhebacteriile termoacidofile se găsesc în apele sulfuroase de pe fundul oceanelor, în unele „hot springs”, în sursele geotermale, în geizere, în conurile încă active ale unor vulcani submarini etc. Au pereţii celulari foarte rezistenţi la acizi deoarece sunt formaţi din glicoproteine dispuse sub formă de hexagoane.
Sulfolobus acidocaldaricus trăieşte în apele fierbinţi la 90º C şi la un pH de 1 sau 2.
Thermoplasama acidofilum a fost izolată din geizerele firbinţi din Parcul Naţional Yellowstone
REGNUL MONERA
2. Subregnul EUBACTERIA
În funcţie de prezenţa şi particularităţile de structură ale peretelui celualr, Gibbson şi Murray (1978) au propus clasificare a procariotelor în diviziuni categorii: Firmacutes (lat. firmus – tare; cutis – piele, înveliş): bacterii Gram – pozitive
cu perete celular gros, lipsit de membrană externă. Gracilicutes (lat. gracilis – subţire; cutis – piele, înveliş): bacterii Garmnegative cu perete celular subţire şi cu membrană externă în structura sa. Mollicutes (lat. mollis – moale, delicat; cutis – piele, înveliş): bacterii lipsite de perete celular care similar bacteriilor Gram- negative nu acceptă coloraţia după Gram.
Diviziunea GRACILICUTES
Cuprinde bacterii Gram-negative ce prezintă un perete cu o structură complexă
formatdin straturi externe şi interne fine de peptidoglican (care conţine acid muramic) şi un variat complex de alte componente între aceste straturi fine. Celulele sunt de formă sferică, ovală,curbată, helicală sau filamentoasă. Unele dintre aceste forme pot fi acoperite cu o teacă (capsulă). Reproducerea se realizează prin diviziune binară sau multiplă ( Pleurocapsales). Nu formează endospori. Se pot forma mixospori la Myxobacteriales. Cele mai multe specii sunt parazite obligatorii intracelulare.
Diviziunea Molicutes (MYCOPLASMA)
Micoplasma bovis
Micoplasmele au un aspect morfologic variat, de la coci cu diametrul de 300 nm la forma alungita (de sticla sau plosca), pana la forma filamentoasa. Micoplasmele sunt cele mai mici organisme autoreplicante vii. Din cauza lipsei peretelui celular, prezinta forme diferite, nu se coloreaza cu metoda Gram si nu sunt susceptibile la majoritatea antibioticelor, incluzand betalactaminele. Prezinta cel mai mic genom, comparativ cu celelalte bacterii, format dintr-o molecula de ADN circular. Avand capacitate limitata de codificare a biosintezelor necesare existentei, sunt obligate sa aiba o viata de tip parazitar, nevoile nutritionale complexe fiind asigurate de celula gazda. Anumite specii poseda un numar minim de gene, implicate in metabolismul energetic si de biosinteza, dar au toate genele necesare pentru replicarea ADN, pentru transcriptie si translatie.
Diviziunea FIRMICUTES
Procariote Gram-pozitive. Peretele este puternic şi durabil. Celulele au formă de coci, filamente sau bacili, neramificate. Prezintă diviziune binar ă. Formează endospori sau spori pe hife. Sunt heterotrofe, aerobe, anaerobe sau facultativ anaerobe Genuri:
Încrengătura ENDOSPORA
Bacillus ; Sporosarcina; Sporomusa, Sporolactobacillus; Lactobacillus ; Heliobac terium ; Peptococcus,;Peptostreptococcus, Sporosarcina;Streptococcus
Bacillus anthracis
Streptococcus aureus Sporosarcina urea Lactobacillus bulgaricus
SUBREGNUL CYANOBACTERIA
Bacterii fotosintetizante care prezintă un aparat fotosintetic particular. Se mai numesc alge albastresau alge albastre-verzi. Peretele celular are o structură tipică pentru bacteriile Gram-negativeşi este frecvent
acoperit de o teacă gelatinoasă, polizaharidică sau fibroasă. Genomul este reprezentat de o
moleculă de ADN dublu helicală, circulară, de dimensiuni variabile . Cianobacteriile sunt foarte răspândite în natură în toate mediile. Unele trăiesc chiarşi în deşert, în izvoarele termale până la temperaturi de 75ºC. Provoacă „înflorirea” apelor.Unele specii trăiesc în simbioză cu alte plante, formează talul lichenilor etc.
Regnul Protista cuprinde microorganisme a căror celule sunt evoluate, de tip eucariot, cu nucleu şi organite celulare nespecifice cum sunt reticolul endoplasmatic, ergastoplasma etc. •are toate caracterele celulelor evoluate •nucleu •organite celulare comune •nu are perete celular •se divide prin direct sau prin mitoza
Celula de tip eucariot
Algele sunt microorganisme acvatice, fotosintetizante, de la dimensiuni microscopice pâna la forme gigante, pluricelulare, filamentoase.
Protozoarele sunt microorganisme unicelulare eucariote, evoluate structural şi în general mobile, asemnănându-se cu celulele animale. Cele de interes medical se încadrează în 4 clase: flagelata, rhizopoda, sporozoa şi ciliata.
REGNUL FUNGI Cuprinde 2 diviziuni de microorganisme: Fungi filamentoşi şi Levuri (drojdii)
DROJDII (LEVURI) Drojdiile - un grup complex şi eterogen de microorganisme monocelulare de tip eucariot (celule cu nucleu diferenţiat), care se înmulţesc prin înmugurire, ca formă generală de reproducere şi în mod particular prin ascospori formaţi pe cale asexuată şi sexuată .
Denumirea de levuri provine de la verbul „lever” (limba franceză – a ridica) ce sugerează creşterea în volum a aluatului la fabricarea pâinii.
Importanţă şi rol Caracteristica
principală
Capacitatea de a produce fermentarea glucidelor simple cu formare de alcool etilic şi dioxid de carbon
Utilizate ca sursă de proteine în alimentaţia umană, cu denumirea de SCP (single cell protein – proteine din monocelulare) sau în alimentaţia animalelor, deoarece pe lângă 45-55% proteină brută/100 g s.u., aduc în raţie aminoacizi (lizină etc.) şi vitamine ale grupului B (tiamină şi riboflavină). În microbiologia industrială, din biomasă de drojdie se obţin: extracte (plasmolizate, autolizate), folosite ca aditivi alimentari sau pentru îmbogăţirea în substanţe azotate a mediilor de cultură destinate fermentaţiilor ; vitamine hidrosolubile: B1, B2, PP, ergosterol; enzime: β-fructofuranozidaza şi β-galactozidaza; prin hibridizări şi inginerie genetică, din mutanţi ai speciei Saccharomyces cerevisiae s-a obţinut interferonul – substanţă cu efect antiviral şi citostatic.
Răspândire în natură În sol Î n aer Î n ape În regnul vegetal
În regnul animal
în straturile superficiale până la adâncimi de aprox. 30 cm, în concentraţii de 102 – 105 /g. din sol, prin acţiunea unor factori (fizici, mecanici, biologici)
din sol şi aer - unele specii pot fi întâlnite chiar la adâncimi de 4000 m.
pe suprafaţa frunzelor, fructelor, florilor, în rădăcini sunt prezente în microflora intestinală şi se elimină natural prin produse de dejecţie; în cantităţi mai reduse se întâlnesc în cavitatea bucală şi pe piele
Caracter e morfologice gener ale Celula de drojdie are în mod obişnuit formă cilindrică, cu dimensiuni medii de 4-14 µm.
forma ovală (elipsoidală) forma sferică forma apiculată (de lămâie) forma de butelie
sferică, ovală
sau
g. S ac c h ar o m y c e s g. To r u l o p s i s g. K l o e c k e r a
şi H a n s e n i a s p o r a g. Sac c h a r o m y c o d e s
Prin cultivarea celulelor de drojdie pe medii nutritive solide sau solidificate, în cazul în care la suprafaţă se află o celulă unică, rezulta prin înmugurire succesivă o biomasă de celule de acelaşi fel, respectiv o colonie cu caractere morfologice specifice. Coloniile de drojdii au diametrul între 0,2-2 cm au aspect cremos, lucioase sau mate, de culoare în general alb-crem; În funcţie de specie, colonia în secţiune poate avea un profil lenticular,
S t r u c t u r a c el u l e i d e d r o j d i e Organizarea internă a celulei de drojdie: cm - cicatrice mugurală G - corp Golgi L - incluziuni lipidice Lz - lizozomi Mt - mitocondrie N - nucleu n - nucleol Pc - perete celular Pl - plasmalemă RE - reticul endoplasmatic V - vacuolă In - înveliş nuclear prevăzut cu pori Ipl - învaginări plasmalemale
Fermentaţia alcoolică C6H12O6 -----→ 2CH3-CH2-OH + 2CO2 + 117kj
În condiţii anaerobe
DROJDIILE
În condiţii de aerare
Acumulare
de biomasă 6O2 C6H12O6 -----→ 6CO2 + 6H2O + 2840 kj
Caracter e f iziologice gener ale ale drojdiilor
Car acter e fiziologice gener ale ale drojdiilor Celulele de drojdie, în funcţie de condiţiile de cultivare si vârstă pot prezenta activitate metabolică diferenţiată concretizată prin trei stări în care se pot afla celulele si anume: st area de metabioză (activă), în care celulele au activitate metabolică maximă. În condiţii favorabile de cultură, celulele cresc, se reproduc şi acumulează intracelular substanţe de rezervă glicogen şi trehaloză; s tar ea d e anabioză (latentă), celulele îşi menţin caracteristicile vitale, dar nu se pot înmulţi. Această stare apare când substanţele nutritive ale mediului sunt epuizate, iar celulele consumă din substanţele de rezervă intracelulare; s t a r e a d e autoliză (moartea fiziologică). Se produce o solubilizare a compuşilor intracelulari sub acţiunea enzimelor proprii celulei.
Reproducer ea dr ojdiilor generală de reproducere a drojdiilor este înmugurirea vegetativă (calea asexuată) care are la bază un proces simplificat de mitoză, când din celula mamă se formează noua celulă, identică din Forma
punct de vedere genetic. Unele drojdii au capacitatea de a se înmulţi prin sporulare, ce poate avea loc pe cale asexuată (prin procesul de meioză) şi pe cale sexuată (prin procese de copulare). Sporularea este condiţionată genetic are loc în anumite condiţii de mediu.
Înmugurirea la drojdii: 1 - mugure; 2 - canal de legătură; 3 - nucleu; 4 - vacuolă adiacentă nucleului; 5 - nucleol.
Ciclul de viaţă a drojdiilor din genul
Saccharomyces
