Микробиология бактерий и вирусов

Бактерии - это одноклеточные микроорганизмы, обладающие плазматической мембраной, окружающей цитоплазму. Их генетический материал располагается в определенном участке цитоплазмы. Грамположительные бактерии имеют толстую защитную клеточную стенку, состоящую из пептидогликана и содержащую ферментативную систему, необходимую для транспорта питательных веществ и электролитов через мембрану. Грамотрицательные бактерии имеют более сложную трехслойную клеточную стенку.

• Внешняя мембрана представляет физический барьер против проникновения антибиотиков, позволяя проходить через клеточную стенку лишь определенным молекулам. Она состоит из липополисахарида, названного эндотоксином, важного фактора вирулентности бактерий. Вирулентность обусловлена липидом A эндотоксина. Другой важной ролью этого слоя служит его иммуногенность.
• 
  
• Клеточная стенка, по составу и функциям сходная со стенкой грамположительных бактерий.
• 
  
• Внутренняя липидная мембрана отделена от клеточной стенки периплазматическим пространством.

Некоторые бактерии имеют липополисахаридную капсулу, защищающую микроорганизм от фагоцитоза и прикрывающую его поверхностные антигены, задерживая таким образом образование в организме антител.

У грибов, в отличие от бактерий, есть содержащее хромосомы ядро. Их клеточная стенка состоит из полисахарида хитина и может быть защищена внешней капсулой.

Еще один вид болезнетворных микроорганизмов - вирусы. Вследствие неспособности реплицироваться вне живой клетки, они являются облигатными внутриклеточными паразитами. Геном вирусов может быть представлен ДНК или РНК. Капсид представляет белковую оболочку, окружающую и защищающую геном. Некоторые вирусы имеют внешнюю оболочку, состоящую из вирусного белка, а также слоя липидов и углеводов, образующегося из клеток макроорганизма, поскольку вирусный геном не способен продуцировать эти два компонента. Инфицирование начинается с прикрепления вируса к клетке хозяина. Это происходит благодаря взаимодействию вирусной оболочки или капсида с определенными рецепторами клеток макроорганизма. Процесс сопровождается проникновением вирусного генома в клетку и его выходом в цитоплазму. Геном, представленный ДНК, должен затем попасть в ядро клетки хозяина для осуществления транскрипции генетической информации вируса. Вирусы, содержащие РНК, могут либо непосредственно размножаться в клеточной цитоплазме, либо вырабатывать обратную транскриптазу, обеспечивающую образование ДНК из вирусной РНК. Эта ДНК затем мигрирует в ядро клетки, где встраивается в хромосому, приводя к образованию за счет клетки хозяина большого числа вирусов.

Экзотоксины

Экзотоксины, такие как гемолизин, коагулаза, коллагеназа, эластаза, гиалуронидаза и гепариназа, продуцируются определенными штаммами бактерий, позволяя им воздействовать на ткани макроорганизма, вызывая их повреждение. Bacillus fragilis и Escherichia coli вырабатывают соответственно супероксиддисмутазу и каталазу. Они хоть и не являются истинными экзотоксинами, но играют важную роль в производстве и обмене двух потенциально токсичных веществ: супероксида и перекиси водорода. Самые мощные экзотоксины продуцируются Clostridium spp. Clostridium perfringens вырабатывает цитотоксический экзотоксин, вызывающий гемолиз, а C. tetani вырабатывает нейротоксин.