14.08.2019
Ivanovsky dikenal dalam sains karena fakta bahwa... Dmitry Iosifovich Ivanovsky: biografi, kontribusi terhadap mikrobiologi
Rusia. ahli botani dan mikrobiologi, pendiri ilmu pengetahuan modern. ilmu pengetahuan virus.
Pada tahun 1888 ia lulus dari St. Universitas dan ditinggalkan di Departemen Botani.
Di bawah bimbingan A. N. Beketov, A. S. Famintsyn dan X. Ya. Gobi, ia mempelajari fisiologi tumbuhan dan mikrobiologi.
Sejak 1890 - asisten botani. laboratorium Petersburg.
SEBUAH. Pada tahun 1895 ia mempertahankan tesis masternya. dan sebagai asisten profesor swasta di St. Petersburg. Universitas mulai memberi kuliah tentang fisiologi organisme tingkat rendah, dan dari tahun 1896 - tentang anatomi dan fisiologi tumbuhan.
Penemuan ini berdampak besar pada perkembangan virologi hewan di Jerman dan negara lain. Faktanya, penyakit virus epizootik yang sangat menular ini sangat merugikan ternak. Sejak itu, Reams Institute telah terlibat dalam penyakit mulut dan kuku serta penyakit virus lainnya yang penting bagi kedokteran hewan.
Saat ini, pihaknya terus berjuang melawan epizootik, seperti "Pusat Penelitian Federal tentang Penyakit Hewan Viral", bekerja sama dengan Universitas Tübingen. Akhirnya, selama Perang Dunia Pertama, orang Inggris Friedrich William Short dan orang Kanada Perancis yang bekerja di Institut Pasteur di Paris, Felix d'Irelle, secara independen menemukan virus bakteri pertama, bakteriofag yang mampu melisiskan staphylococcus atau basil disentri.
Sejak 1901 - luar biasa, dan sejak 1903 - profesor biasa. Warsawa. Universitas (dievakuasi pada tahun 1915 ke Rostov-on-Don). Di Warsawa, saya secara bersamaan mengajar di Kursus Tinggi Wanita.
Bahkan di tahun-tahun muridnya, I. Sovm. Pada tahun 1887, dengan V.V. Polovtsev, ia mulai mempelajari penyakit tembakau di selatan Rusia.
Hasilnya, diketahui bahwa tidak hanya ada satu, seperti yang diyakini Mayer, tetapi dua penyakit yang membingungkan pada saat itu - penyakit belibis dan penyakit mosaik tembakau.
Pada akhirnya Perang besar Dengan demikian kita mengetahui virus yang menyaring tumbuhan, hewan, manusia dan bakteri, yang menunjukkan bahwa patogen submikroskopis baru ini mempengaruhi seluruh dunia kehidupan dan tidak sesuai dengan fakta biologis yang terisolasi. Bagi sebagian orang, jawabannya jelas: mereka adalah parasit. Virologi akan berlarut-larut dalam konsep ini selama bertahun-tahun, setidaknya sampai kita menyadari, berkat mikroskop elektron, bahwa sebenarnya itu adalah sekelompok virus atau perubahan seluler nonspesifik yang menyertai virogenesis.
I. terus bekerja ke arah ini pada tahun 1890-92 dan pada tahun 1898-1902. Dia memberikan yang klasik. deskripsi penyakit mosaik tembakau, mengembangkan langkah-langkah untuk memberantasnya dan untuk pertama kalinya menetapkan sifat agen penyebab penyakit ini (1892); menunjukkan bahwa patogen ini tidak terlihat pada perbesaran mikroskop tertinggi, melewati filter berpori halus dan tidak tumbuh pada media nutrisi biasa, yang sangat berbeda dengan bakteri.
Ini adalah masa ketika biologi mencoba mengintegrasikan konsep enzim, racun, atau misel koloid, tanpa memiliki alat fisikokimia untuk mengkarakterisasinya. Namun, ide-ide tersebut berkembang dengan baik. Karena tidak dapat mengklasifikasikannya sebagai materi hidup atau materi inert, ia menempatkannya dalam keadaan transisi dan peralihan. Benar juga bahwa suatu virus “hidup” ketika ia menginfeksi sebuah sel dan berkembang biak, namun ia menjadi “mati” ketika ia berada di luar sel, “dalam proses penciptaan”, menunggu untuk terinfeksi, menyimpan informasi tersebut. untuk beberapa "tembakan buruk".
Berdasarkan berbagai percobaan, I. menyimpulkan bahwa patogen yang ia temukan bukanlah zat cair, karena ia menempel pada filter berpori paling halus yang memungkinkan cairan asli melewatinya.
Pada saat yang sama, ia hidup, karena antiseptik adalah disinfektan yang sama dengan bakteri.
Data I. tentang penularan penyakit juga menunjukkan penyebabnya secara spesifik. patogen, dan bukan plasma tanaman yang sakit; patogen ini, menurut I., adalah organisme kecil yang hidup.
Sifatnya pada dasarnya ambigu. Boikot juga menemukan bahwa virus harus disusun menjadi partikel, tetapi ukurannya kecil, tetapi lebih besar dari molekul garam sederhana, dan menurut eksperimen ultrafiltrasi Alford sekaligus menjelaskan 25 nanometer, sebenarnya ini adalah ukuran virus terkecil yang mampu menyerang manusia, misalnya polio. Karena ukurannya yang sangat kecil, virus tidak dapat melakukan aktivitas metabolisme yang sangat kompleks. Terakhir, setidaknya beberapa virus resisten terhadap bahan pendenaturasi seperti alkohol, sedangkan virus tersebut dinonaktifkan oleh formaldehida, dan hal ini telah dikonfirmasi.
Dengan penelitiannya, ia dengan tegas menyangkal pandangan M. V. Beyerinck yang berpendapat bahwa agen penyebab penyakit mosaik tembakau “hidup, namun dapat larut”. Pada saat yang sama, I. membuktikan inkonsistensi sudut pandang Amerika. Ilmuwan Woods, menurutnya, penyakit mosaik pada tembakau disebabkan oleh peningkatan proses oksidatif pada tanaman.
Mengenai adanya inklusi virus dalam sel yang terinfeksi, Boikot menafsirkannya dengan tepat: hal ini disebabkan oleh efek langsung virus pada sel. Demikian pula, mengenai demam yang hampir selalu terjadi pada infeksi virus, ia percaya bahwa hal ini dapat dijelaskan oleh keluarnya zat-zat dari sirkulasi pasien akibat kerusakan jaringan, dan bukan karena toksin hipotetis. kesulitan dalam mengklasifikasikan agen-agen virus yang sama anehnya dengan virus herpes, yang tampaknya dihasilkan secara endogen selama kekambuhan, atau bakteriofag, yang sama selama fenomena lisogeni.
Dengan demikian, I. adalah orang pertama yang menemukan bentuk baru keberadaan tubuh protein hidup - virus - dan meletakkan dasar bagi virologi, yang kini telah berkembang menjadi bidang ilmu pengetahuan yang independen. Penemuan virus berperan peran yang sangat besar dalam pengembangan sejumlah disiplin ilmu: biologi, kedokteran, kedokteran hewan dan fitopatologi.
Hal ini memungkinkan untuk menguraikan etiologi penyakit seperti rabies, cacar, ensefalitis dan banyak lainnya. I. juga mempelajari proses fermentasi alkohol dan pengaruh oksigen, klorofil dan pigmen lain dari daun hijau yang terlibat dalam proses fotosintesis.
Beberapa diantaranya dapat disaring namun terlihat dan dapat dikultur, seperti agen peripneumonia sapi atau agalactica menular. Faktanya, ini adalah bakteri yang sangat kecil, mikoplasma, terlihat sempurna di bawah mikroskop dan diproses, asalkan kita menggunakan media kultur yang sesuai. Yang terakhir percaya bahwa virus yang berasal dari mikroba, yang terlihat melalui evolusi retrograde, disebabkan oleh kondisi parasitisme intraseluler.
Perdebatan berjalan perlahan, namun perlahan. Terobosan datang dari biokimia dan kristalografi. Dia kemudian mengasimilasi virus ini dengan nukleoprotein. “Kehidupan” dapat direduksi menjadi kristal, dan kristal itu menular! Perlu dicatat bahwa proposal ini saat ini dapat diterapkan sepenuhnya pada masalah mendasar yang timbul dari prion.
Karya-karyanya mengenai pertanian umum juga dikenal. mikrobiologi.
I. adalah seorang Darwinis yang konsisten dan yakin, menekankan ketergantungan organisme pada kondisi lingkungan dan membuktikan signifikansi evolusioner dari fakta ini. Karya: Karya pilihan, M., 1953; Tentang dua penyakit tembakau, St.Petersburg, 1892, edisi ke-2 - Tentang dua penyakit tembakau.
Penyakit mosaik tembakau, M., 1949; Metode eksperimental dalam pertanyaan evolusi.
Namun penemuan Stanley ini dengan cepat diprotes. Virus bukan hanya sekedar molekul, tetapi juga partikel yang segera terlihat melalui mikroskop elektron. Selama masa subur bagi virologi setelah Perang Dunia II, sifat dasar virus dan cara reproduksi khususnya dijelaskan berdasarkan kemajuan dalam biologi molekuler.
Dengan bakteriofag, modalitas replikasi virus dan genetika virus secara bertahap dijelaskan. Dengan bakteriofag, atau, lebih sederhananya, “fag”, kemajuannya juga tidak kalah sensitifnya. Hasilnya tidak lama lagi akan datang. Dengan cepat, setelah kontak antara fag dan dinding bakteri, tidak ada lagi partikel fag yang terdeteksi: ini adalah fase gerhana, di mana kromosom bakteri hancur total, dan fag menduduki semua mekanisme sel bakteri yang terinfeksi, mengalihkan itu demi keuntungannya sendiri. Sintesis bakteri dihentikan, dan fag, menggantikan informasi genetiknya sendiri dengan bakteri, “memaksa” bakteri tersebut untuk mereproduksinya, si penyerang, dengan cara yang sangat jumlah besar salinan.
Pidato untuk pertemuan seremonial Kaisar. Universitas Warsawa 30 Agustus 1908, "Berita Universitas Warsawa", 1908, No.3; Fisiologi Tumbuhan, edisi ke-2, M., 1924 (hlm. 1-40). Lit.: Vaindrakh G.M., D.I.Ivanovsky.
Sketsa biografi, dalam buku: D. I. Ivanovsky, Tentang dua penyakit tembakau., edisi ke-2, M., 1949 (hlm. 5-76); Zilber L.A., Penemuan ultravirus dan pengobatan modern, “Kemajuan biologi modern”, 1951, v.31, no. 1; Ryzhkov V.L., Studi penyakit mosaik tembakau di Uni Soviet dari D.I.Ivanovsky hingga saat ini, "Mikrobiologi", 1950, v.19, no.6; Ovcharov K.E., Dmitry Iosifovich Ivanovsky. 1864-1920, M., 1952. Ivanovsky, Dmitry Iosifovich Rod. 1864, meninggal. 1920. Ahli mikrobiologi, ahli fisiologi tumbuhan, spesialis fitopatologi dan fisiologi tumbuhan.
Lurya sangat paham tentang parasitisme pada tingkat genetik. Perilaku ini, yang dapat digambarkan sebagai “kebocoran genom”, merupakan ciri umum yang terjadi pada semua orang infeksi virus, termasuk, tentu saja, yang dilakukan oleh retrovirus onkogenik dan lentivirus.
Kemajuan teknologi yang penting ini memberikan dorongan yang menentukan bagi pengembangan virologi medis dan kedokteran hewan. Hal ini memungkinkan isolasi banyak virus yang sebelumnya tidak diketahui dan produksi vaksin baru, seperti vaksin polio yang dilemahkan atau dilemahkan. Mengendalikan wabah polio dengan cepat yang melanda negara-negara paling sehat, paling maju, dan juga termiskin.
Dia berdiri di awal mula virologi dan merupakan orang pertama yang mengisolasi patogen (virus) mosaik tembakau (1892).
1. Karya-karya A. Levenguk, L. Pasteur, R. Koch, penting dalam pengembangan dan pembentukan mikrobiologi medis.
Antonie van Leeuwenhoek - perancang mikroskop, pendiri mikroskop ilmiah. Dia adalah orang pertama yang memperhatikan bagaimana darah bergerak melalui kapiler. Leeuwenhoek melihat bahwa darah bukanlah sejenis cairan homogen, seperti yang dipikirkan orang-orang sezamannya, melainkan aliran hidup di mana banyak sekali sel darah merah bergerak. Saya melihat spermatozoa dalam cairan mani untuk pertama kalinya. Otot terdiri dari serat mikroskopis. Dia adalah orang pertama yang melihat mikroba. Melakukan eksperimen pada diri saya sendiri.
Pada saat yang sama, kemajuan dalam mikroskop elektron, terutama menggunakan teknik pewarnaan negatif oleh Brenner dan Horne, memperjelas bahwa banyak virus tumbuhan merespons simetri heliks; terutama yang menginfeksi manusia dan hewan memiliki simetri kubik dan memiliki kapsid protein ikosahedral biasa, suatu bentuk geometris yang dikenal oleh ahli matematika Yunani pada abad kelima SM. subunit protein untuk membuat polihedron seperti itu, dan 60 adalah angka dasar yang dihitung orang Babilonia!
Mereka bukanlah organisme atau mikroorganisme, seperti yang kita lihat sekarang ditulis oleh para ahli virologi terkemuka.Andre Lwoff meramalkan regresi ini, regresi konseptual ini, sejak virus mulai menunjukkan “kecenderungan kuat untuk menjadi rangkaian.” Jangan sampai kita kehilangan warisan biologis luar biasa yang ditinggalkan oleh ahli virologi hebat yang menghilang dua tahun lalu.
Ahli mikrobiologi Louis Pasteur. Dia menunjukkan esensi mikrobiologis dari fermentasi dan banyak penyakit manusia, dan menjadi salah satu pendiri mikrobiologi dan imunologi. Ia mengembangkan metode vaksinasi pencegahan terhadap rabun senja, kolera, antraks, dan rabies. Memperkenalkan metode asepsis dan antiseptik. Ilmuwan Perancis terkemuka Louis Pasteur (1822-1895)
karyanya meletakkan dasar bagi mikrobiologi modern (slide 1.14). Ilmiah
Kegiatan L. Pasteur memiliki banyak segi dan mencakup semua permasalahan utama
waktu itu, terkait dengan kehidupan mikroorganisme. Karya L.
1857 – Fermentasi.
1860 – Generasi spontan.
1865 – Penyakit anggur dan bir.
1868 – Penyakit ulat sutera.
1881 – Infeksi dan vaksin.
1885 – Perlindungan terhadap rabies.
L. Pasteur menemukan cara hidup anaerobik, memperkenalkan istilah-istilahnya
"aerobik" dan "anaerobik". L. Pasteur membuktikan ketidakmungkinan tersebut
masuknya mikroba asing dari lingkungan luar (pasteurisasi).
Karya L. Pasteur dalam bidang kajian penyakit menular
hewan dan manusia mengizinkannya tidak hanya untuk mengetahui sifat-sifat tersebut
penyakit, tetapi juga untuk menemukan cara untuk memeranginya, memulai pembangunan
mikrobiologi medis. Pasteur mengajukan gagasan vaksinasi.
Penggunaan vaksin memberikan hasil yang cemerlang, dan sudah terjadi pada masa hidup Pasteur
Di banyak negara, stasiun Pasteur diselenggarakan, tempat mereka bersiap
vaksin untuk vaksinasi. Di negara kita - pada tahun 1886 di Odessa. Setelah berkembang
prinsip produksi vaksin dan metode pelaksanaan pencegahan
vaksinasi, Pasteur meletakkan dasar-dasar ilmu imunologi.
Untuk jasanya yang luar biasa pada tahun 1882, Pasteur terpilih menjadi anggota Akademi Ilmu Pengetahuan
Prancis, pada tahun 1893 - anggota kehormatan Akademi St. Petersburg. Pada tahun 1888 di
Di Paris, dengan dana yang diterima melalui langganan internasional, dibangun
Institut Mikrobiologi. Pasteur adalah direktur pertama lembaga ini.
Robert Koch menemukan basil antraks, kolera vibrio dan TBC tongkat. Sebagai seorang dokter provinsi, ia memulai aktivitasnya sebagai ahli bakteriologi, juga memfokuskan upayanya pada studi penyakit hewan - antraks. Selanjutnya, Robert Koch menemukan patogen TBC, kolera, dll. Robert Koch merumuskan apa yang disebut postulat Koch - kondisi yang harus dipenuhi untuk mengenali suatu mikroorganisme patogen, yaitu:
Patogen harus ada pada organ hewan yang mempunyai manifestasi penyakit yang sama, dan kehadirannya harus disertai dengan gambaran patologis yang sama;
Patogen harus diisolasi dalam kultur murni dan dipelihara selama beberapa generasi;
Infeksi hewan percobaan dengan kultur terisolasi harus disertai dengan penyakit tertentu dan perubahan patologis yang terjadi selama infeksi alami.
2. II Mechnikov dan P. Erlich. Penemuan seluler dan faktor humoral kekebalan.
Pendiri imunologi - ilmu kekebalan - adalah Louis Pasteur, Ilya Mechnikov dan Paul Ehrlich. Pada tahun 1881, L. Pasteur mengembangkan prinsip pembuatan vaksin dari mikroorganisme yang dilemahkan untuk mencegah berkembangnya penyakit menular.
I. Mechnikov menciptakan teori imunitas seluler (fagositik). P. Ehrlich menemukan antibodi dan menciptakan teori imunitas humoral, yang menetapkan bahwa antibodi ditularkan ke anak melalui ASI, menciptakan kekebalan pasif. Ehrlich mengembangkan metode manufaktur antitoksin difteri, berkat jutaan nyawa anak-anak yang terselamatkan.
Faktor perlindungan khusus meliputi lucu Dan imunitas seluler. Fagositosis Dan penghancuran sel yang dimediasi komplemen mengacu pada faktor pelindung nonspesifik.
Meskipun terdapat perbedaan mendasar antara faktor pelindung spesifik dan faktor nonspesifik, yaitu terletak pada kemampuan mengenali antigen dan melestarikan ingatannya; secara fungsional mereka terkait erat. Dengan demikian, pengembangan respon imun tidak mungkin terjadi tanpa partisipasi makrofag, pada saat yang sama, aktivitas makrofag diatur limfosit.
Organ hematopoietik dan sistem imun berkaitan erat satu sama lain berdasarkan asal usul, struktur, dan fungsi yang sama. Limfosit adalah unit struktural dan fungsional utama dari sistem kekebalan tubuh. Salah satu pencapaian terpenting dalam bidang imunologi adalah penemuan dua populasi limfosit independen: bergantung pada timus ( Limfosit T) dan tidak bergantung pada timus ( limfosit B), yang berfungsi bersama-sama. Nenek moyang semua sel darah dan sistem kekebalan (limfoid) dianggap berpotensi majemuk sel induk sumsum tulang, dari mana, melalui pembelahan dan diferensiasi, unsur-unsur terbentuk yang masuk ke dalam darah pada akhirnya terbentuk: sel darah merah, leukosit, trombosit. Hematopoiesis dalam embriogenesis manusia mengubah lokalisasinya.
Untuk melaksanakan respon imun, limfosit T dan B saja tidak cukup. Menurut skema kerja sama tiga sel modern, pembentukan antibodi dilakukan melalui fungsi sendi makrofag, limfosit T dan B. Dalam hal ini, makrofag mentransfer antigen ke limfosit B, tetapi hanya setelah terpapar faktor T pembantu Limfosit mulai berkembang biak dan berdiferensiasi menjadi sel plasma. Satu limfosit B menghasilkan ratusan sel plasma, memproduksi antibodi.
Selain itu, limfosit diproduksi yang berkontribusi pada pengembangan respon imun.
Jadi, fungsi utama sistem kekebalan tubuh adalah menetralisir, menghancurkan atau menghilangkan secara genetik zat asing, masuknya ke dalam tubuh menyebabkan berkembangnya respon imun. Imunitas bersifat spesifik. Umur limfosit T yang bersirkulasi mencapai 4. 6 bulan. Sebaliknya, limfosit B berdaur ulang lebih lambat, namun umurnya hanya beberapa minggu.
Sifat utama sel sistem kekebalan adalah kemampuannya untuk berinteraksi dengan sejumlah besar sel antigen. Saat ini, sudut pandang yang diterima secara umum adalah bahwa setiap orang limfosit B diprogram dalam jaringan myeloid hematopoietik sumsum tulang, dan semuanya limfosit T- di korteks timus. Selama proses pemrograman, protein reseptor, melengkapi antigen tertentu. Pengikatan antigen tertentu ke reseptor menyebabkan serangkaian reaksi yang mengarah pada proliferasi sel tertentu dan pembentukan banyak keturunan yang hanya bereaksi dengan antigen ini. Salah satu sifat terpenting dari sistem kekebalan tubuh adalah memori imunologis.
3. D.I Ivanovsky - pendiri virologi. Tahapan perkembangan virologi. Prestasi virologi medis modern.
Pendiri virologi adalah ilmuwan Rusia, profesor botani Dmitry Iosifovich Ivanovsky (1864-1920), yang pada tahun 1892 menetapkan bahwa penyakit mosaik tembakau (MTD) disebabkan oleh agen infeksi yang disaring melalui filter porselen (lilin Pasteur-Chamberlan) dengan cara seperti itu. pori-pori kecil yang menampung mikroorganisme yang dikenal pada waktu itu. Yang pertama dimulai dengan penelitian D.I.Ivanovsky dan diakhiri dengan penetapan etiologi virus dari penyakit manusia, hewan, dan tumbuhan yang telah lama diketahui, penemuan bakteriofag dan penyebarannya di alam. Bahan penelitian meliputi organ dan jaringan, filtratnya, sekret dan kotoran hewan dan manusia, ekstrak makanan dan pakan, air dan faktor penularan infeksi virus lainnya. Keberhasilan pemecahan masalah yang diberikan pada tahun-tahun yang berbeda pada periode awal tentu saja ditentukan oleh model eksperimental. Jadi, awalnya penelitian virologi dilakukan pada tikus putih, mencit, kelinci dan hamster. Namun, tak lama kemudian, pencarian hewan laboratorium lain yang lebih rentan terhadap virus dimulai dan berupaya mengembangkan galur khusus yang tahan terhadap bakteri dan sangat sensitif terhadap virus, serupa dengan tikus Swiss yang diperoleh di Rockefeller Institute. Titik balik dalam pesatnya perkembangan virologi adalah tahun 1940, ketika E. Goodpasture mengusulkan penggunaan embrio ayam untuk mengisolasi virus dari bahan, dan khususnya tahun 1949, di mana J. Enders, F. Robbins, T. Weller menyelesaikan penelitian tentang penciptaan virus tunggal. -kultur sel lapisan, untuk itu 5 tahun kemudian mereka diberikan Penghargaan Nobel. Periode perkembangan virologi kedua yang lebih tinggi menjadi mungkin setelah M. Bories dan N. Rusk merancang mikroskop elektron, yang perbaikannya dimungkinkan pada tahun 50-60an. mempelajari secara rinci struktur halus virus, proses replikasinya, dan perakitan partikel virus di dalam sel. Itu berakhir dengan penemuan terbesar yang dibuat pada tahun 1970 oleh pemenang Hadiah Nobel X. M. Temin dan D. Baltimore, mengisolasi transkriptase balik dari retrovirus, yang menandai dimulainya pengembangan rekayasa genetika, produksi zat aktif biologis dan ras tanaman baru, rekombinan. vaksin masa depan untuk pengobatan pencegahan, dll.
4. Prinsip dasar klasifikasi bakteri. Kategori taksonomi (spesies, strain, klon, kultur murni, kultur campuran).
Bakteri termasuk dalam prokariota, yaitu organisme pranuklear, karena mereka memiliki inti primitif tanpa cangkang, nukleolus, histon, dan tidak ada organel yang sangat terorganisir di sitoplasma (mitokondria, puncak Golgi, lisosom, dll.).
Bakteri dibagi menjadi 2 domain: Bakteri dan Archaea.
Dalam domain Bakteri, bakteri berikut diidentifikasi: 1) bakteri dengan dinding sel tipis, (gr-); 2) bakteri berdinding sel tebal, (gr+); 3) bakteri tanpa dinding sel (mikoplasma)
Archaebacteria tidak mengandung peptidoglikan di dinding selnya. Mereka memiliki ribosom dan rRNA khusus.
Di antara eubacteria berdinding tipis (gr-) terdapat:
Bentuk bulat/kokus (gonokokus, meningokokus);
Bentuk bengkok - spirochetes dan spirilla;
Bentuknya berbentuk batang, termasuk rickettsiae.
Eubacteria berdinding tebal (gr+) meliputi:
Bentuk bulat/kokus (stafilokokus, streptokokus, pneumokokus);
Berbentuk batang, serta actinomycetes (bercabang, berserabut), corynebacteria (berbentuk gada), mikobakteri, dan bifidobakteri.
Bakteri berdinding tipis (gr-): Meningokokus, Gonokokus, Veillonella, Batang, Vibrio, Campylobacter, Helicobacter, Spirilla, Spirochetes, Rickettsia, Chlamydia.
Bakteri berdinding tebal (gr+): Pneumococci, Streptococci, Staphylococci, Rods, Bacilli, Clostridia, Corynebacteria, Mycobacteria, Bifidobacteria, Actinomycetes.
Spesies - sekelompok mikroorganisme yang memiliki akar asal yang sama serta ciri dan sifat fenotipik yang serupa.
Strain - kultur mikroba sejenis, diperoleh dari sumber berbeda/satu sumber pada waktu berbeda.
Klon adalah kultur mikroorganisme yang diperoleh dari satu sel. (kultur sel tunggal).
Kebudayaan murni adalah suatu populasi yang terdiri dari individu-individu dari satu spesies.
(Koloni adalah kumpulan bakteri dari spesies yang sama pada media nutrisi padat).
5. Morfologi, ultrastruktur dan komposisi kimia bakteri.
Bakt adalah sekelompok besar organisme uniseluler mikroskopis yang memiliki struktur seluler, tetapi tidak memiliki nukleus. Sel bakteri terbungkus dalam dinding sel yang padat dan kaku, komponen utamanya adalah polisakarida murein. Sitoplasma merupakan sistem koloid yang kompleks, terdiri dari 75% air, mineral, protein, DNA, RNA, termasuk ribosom dan nukleotida. Nukleotida tidak memiliki membran inti, DNA untai 2 terlokalisasi di dalamnya. DNA ditutup dalam sebuah cincin dan melekat pada CPM. Ini tidak melarutkan protein diston, tetapi akan menyangkal residu fosfat yang dinetralkan oleh kation kalsium. Seluruh gen inf dikodekan dalam nukleotida. Ribosom adalah kompleks ribonukleoprotein berukuran 20 nm yang bertanggung jawab untuk sintesis protein. Dinding sel merupakan struktur elastis dan kaku dengan tebal 15 nm. Fungsi: pelindung, pengaturan tekanan osmotik, nutrisi sel, mempelajari pengaturan pertumbuhan dan pembelahan. Ini memiliki 2 lapisan: kaku eksternal dan internal. Menurut cara pengecatan dinding CL ada (gr+) dan (gr-) bakt. Dalam (gr+), lapisan murein membentuk 80% massa dinding sel. Menurut gramnya, warnanya biru. Lapisan murein (gr-) 20%, berwarna merah. CPM bersebelahan dengan dinding tembok. Dia mempelajari pengangkutan nutrisi, pelepasan eksotoksin, studi metabolisme energi, regulasi pertumbuhan dan pembelahan, replikasi DNA. Menurut bentuknya, bakteri dibedakan: bulat/kokus: mikrokokus (selnya terletak sendiri-sendiri. Merupakan bagian dari norma mikroflora, ada di lingkungan luar, tidak menimbulkan penyakit); diplococci (mereka muncul pada bidang yang sama dengan pasangan sel sampel); gonokokus, meningokokus; pneumokokus; streptokokus (agen penyebab sakit tenggorokan, radang ginjal bernanah); tetracocci (dibuat dengan menyusun paket 8 sel atau lebih); sarcin; staphylococci (aktivitas tidak teratur di berbagai bidang. Mereka terlibat dalam penyakit radang bernanah. Berbentuk BATANG: virion dan campylobacter (memiliki 1 tikungan); spirilla (2-3 putaran); spirochetes (jumlah putaran bervariasi).
6. Metode pewarnaan bakteri. Pewarna. Mekanisme interaksi pewarna dengan struktur individu sel bakteri. pewarnaan gram.
Pewarnaan memungkinkan Anda mempelajari ciri morfologi mikroba, dan terkadang menentukan jenisnya secara akurat. Pewarnaan mikroorganisme adalah proses fisik-kimia yang menggabungkan komponen kimia sel dengan cat. Apusan diwarnai dengan metode sederhana/kompleks. Metode sederhana mewarnai sediaan dengan satu pewarna; yang kompleks meliputi kelahiran kembali dengan menggunakan beberapa pewarna dan memiliki nilai diagnostik diferensial. Dalam beberapa kasus, berbagai bagian sel mikroba (inti, sitoplasma) diwarnai secara selektif dengan berbagai pewarna. Ada metode pewarnaan khusus yang digunakan untuk mengidentifikasi flagela, dinding sel, nukleoid, dan berbagai inklusi sitoplasma.
Metode Gram adalah metode pewarnaan untuk penelitian yang memungkinkan Anda membedakan bakteri berdasarkan karakteristik biokimia dinding selnya. Diusulkan pada tahun 1884 oleh dokter Denmark G.K. Gram. Menurut Gram, bakteri diwarnai dengan pewarna anilin, kemudian pewarna tersebut difiksasi dengan larutan yodium. Ketika sediaan berwarna kemudian dicuci dengan alkohol, jenis bakteri yang berubah warna menjadi biru pekat disebut bakteri (gr+), tidak seperti (gr-), yang berubah warna selama pencucian. Setelah dicuci dengan pelarut, pewarna merah kontras ditambahkan selama pewarnaan Gram, kucing menodai semua (gr-) bakteri menjadi merah atau merah muda. Hal ini disebabkan adanya membran luar yang mencegah pewarna menembus ke dalam sel. Tes tersebut mengklasifikasikan bakteri dengan membaginya menjadi dua kelompok berdasarkan struktur dinding selnya.
7. Dinding sel bakteri gr(+) dan gr(-), persamaan dan perbedaannya.
Gr(+) lapisan murein 80% massa dinding sel. Mereka dicat biru.
Gr(-) lapisan murein 20%, berubah menjadi merah.
Dinding sel bakteri gram positif melekat erat pada CPM. Di bawah mikroskop elektron, tampak seperti lapisan padat elektron homogen, yang ketebalannya berkisar antara 20 hingga 80 nm. Pada bakteri gram positif, peptidoglikan merupakan sebagian besar zat dinding sel (40-90%). Peptidoglikan adalah heteropolimer yang terdiri dari residu asam N-asetilglukosamin dan N-asetilmuramat bergantian yang dihubungkan oleh ikatan β-1,4-glikosidik (gambar). Terikat pada asam N-asetilmuramat adalah ekor peptida pendek yang terdiri dari sejumlah kecil (biasanya 4-5) asam amino. Lebih dari 100 jenis kimia peptidoglikan yang berbeda telah ditemukan pada bakteri Gram positif. Sebagian besar perbedaannya berkaitan dengan bagian peptida dari molekulnya (slide 3.9). Dua ciri ekor peptida:
1. adanya asam amino dalam bentuk D (konfigurasi non-alami) dan
2. kandungan asam amino yang tinggi dengan dua gugus amino.
Gugus amino kedua terlibat dalam pembentukan ikatan peptida tambahan antara rantai heteropolimer. Dinding sel bakteri gram positif mengandung asam teikoat. Ini adalah polimer yang dibuat berdasarkan ribitol atau gliserol, saling berhubungan melalui ikatan fosfodiester. Beberapa gugus hidroksil bebas dalam molekul alkohol dapat digantikan oleh residu D-alanin, glukosa, N-asetilglukosamin dan beberapa gula lainnya.
Asam teikoat berikatan secara kovalen dengan asam N-asetilmuramat. Sebagai polianion, asam teikoat menentukan muatan permukaan sel. Komponen gula asam teikoat merupakan bagian dari reseptor beberapa bakteriofag dan menentukan kemungkinan adsorpsi fag pada permukaan sel (slide 3.11).
Polisakarida, protein dan lipid juga ditemukan dalam jumlah kecil di dinding sel bakteri gram positif. Dinding sel bakteri gram negatif berlapis-lapis. Lapisan padat elektron bagian dalam (2-3 nm) terdiri dari peptidoglikan. Berdekatan dengannya di luar adalah lapisan bergelombang (8-10 nm), yang memiliki karakteristik struktur membran dasar - membran luar. Lapisan peptidoglikan dipisahkan dari CPM oleh ruang periplasma. Pada bakteri gram negatif, kandungan peptidoglikan jauh lebih rendah (1-10%). Pada sebagian besar spesies, ia membentuk struktur satu atau dua lapis dengan ikatan silang antar rantai yang agak jarang.
Membran luar terdiri dari fosfolipid khas membran dasar; protein; lipoprotein dan lipopolisakarida. Komponen spesifik membran luar adalah lipopolisakarida (LPS), yang menempati sekitar 30-40% permukaannya dan terlokalisasi di lapisan luar. LPS mengandung tiga wilayah: lipid A, bagian inti dan rantai polisakarida spesifik-O. LPS adalah antigen bakteri. Protein porin menembus membran luar dan membentuk pori-pori hidrofilik di mana terjadi difusi molekul nonspesifik. Protein membran luar kecil diwakili oleh sejumlah besar spesies. Fungsi utamanya adalah transportasi dan reseptor.
8. Kapsul bakteri. Metode deteksi.
Kapsul adalah formasi lendir yang menyelimuti sel, mempertahankan kontak dengan dinding sel dan memiliki struktur amorf. Jika ketebalan formasi kurang dari 0,2 mikron - mikrokapsul, jika lebih dari 0,2 mikron - makrokapsul. Makrokapsul dapat dilihat di bawah mikroskop cahaya konvensional dengan pewarnaan kontras. Kehadiran kapsul tergantung pada strain mikroorganisme dan kondisi pertumbuhannya. Bakteri yang berbentuk kapsul dapat dengan mudah berubah menjadi bentuk non-kapsul akibat mutasi.
Penutupnya memiliki beberapa lapisan dengan struktur berbeda. Selubung sejumlah bakteri, yang metabolismenya berhubungan dengan oksidasi senyawa logam tereduksi, sering kali bertatahkan oksidanya. Komponen kimia utama sebagian besar kapsul prokariotik adalah homo atau heteropolisakarida. Kasing, sebagai struktur yang lebih kompleks, biasanya memiliki komposisi kimia yang lebih kompleks. Fungsi: melindungi sel dari kerusakan mekanis, kekeringan, menciptakan penghalang osmotik tambahan, dan berfungsi sebagai penghambat penetrasi fag. Terkadang mereka bisa berfungsi sebagai sumber nutrisi cadangan. Dengan bantuan lendir, komunikasi dilakukan antara sel-sel tetangga dalam koloni, serta penempelan sel ke berbagai permukaan. Kemampuan bakteri tertentu untuk mensintesis polimer ekstraseluler yang aneh ini memiliki penerapan praktis: mereka digunakan sebagai pengganti plasma darah, serta untuk produksi film sintetik.
9. Flagela, bakteri peminum. Metode deteksi.
Flagela adalah struktur permukaan prokariota yang menentukan kemampuan sel untuk bergerak dalam lingkungan cair. Jumlah, ukuran, lokasinya merupakan ciri-ciri yang konstan untuk spesies tertentu.
Jika flagela terletak di kutub atau di daerah kutub sel, maka ini menunjukkan lokasi polar atau subpolarnya, jika di sepanjang permukaan lateral, maka ini menunjukkan lokasi lateralnya. Tergantung pada jumlah flagela dan lokasinya pada permukaan sel, mereka dibedakan: monotrik monopolar, politrik atau lofotrik monopolar, politrik atau amfitrich bipolar, dan peritrik.
Ketebalan flagel yang biasa adalah 10-20 nm, panjangnya 3 hingga 15 mikron. Flagel berputar berlawanan arah jarum jam, dengan frekuensi 40 hingga 60 putaran per detik. Sel berputar ke arah yang berlawanan dengan kecepatan yang jauh lebih rendah - sekitar 12-14 rpm. Kecepatan translasi sel untuk jenis yang berbeda bakteri berkisar antara 16 hingga 100 µm/s. Pergerakan flagel disediakan oleh energi potensial elektrokimia transmembran.
Flagel terdiri dari tiga bagian: filamen spiral, “pengait” di dekat permukaan sel, dan badan basal. Filamen flagela terdiri dari protein spesifik yang disebut flagellin. Kait terdiri dari protein yang berbeda dari flagelin dan berfungsi untuk menyediakan sambungan fleksibel antara filamen ke badan basal. Tubuh basal mengandung 9-12 protein berbeda.
Fimbriae (pili) - organel protein seperti benang yang menutupi seluruh permukaan sel bakteri - antigen faktor penjajahan. Struktur tipis ini memungkinkan bakteri menempel pada sel epitel dan mencegahnya ditangkap oleh neutrofil.
Fimbriae terdiri dari banyak subunit protein yang identik. Subunit ini disebut pilin(berat molekul 17000-30000). Termasuk pilina Ada wilayah konservatif dan variabel. Penataan ulang kromosom yang menyebabkan ekspresi salah satu dari banyak gen pilin yang tidak aktif disertai dengan perubahan komposisi antigenik fimbriae.
Di bawah mikroskop elektron, fimbria tampak sebagai proyeksi seperti rambut yang menembus membran luar. Mereka dapat ditempatkan di salah satu ujung sel atau lebih merata di seluruh permukaannya. Sebuah sel individu mungkin memiliki beberapa ratus fimbriae yang melakukan berbagai fungsi.
Pada beberapa fimbria (misalnya, pada fimbria yang mengikat digalaktosida Escherichia coli) pada ujung apikal terdapat protein khusus yang berperan penting dalam interaksi dengan reseptor sel.
Dipercayai bahwa fungsi utama fimbriae adalah untuk memastikan fiksasi bakteri dalam jaringan.
10. Spora bakteri. Metode deteksi.
Perselisihan merupakan salah satu bentuk pelestarian pewarisan informasi sel bakteri dalam kondisi lingkungan yang kurang baik.
Pada akhir masa pertumbuhan aktif, nek bakta sudah mampu membentuk spora. Sebagai aturan, satu sel bakteri mengatur satu perselisihan. Jika ukuran spora tidak melebihi ukuran melintang bakteri berbentuk batang, maka bakteri tersebut disebut basil (agen penyebab antraks). Jika diameter spora lebih besar, bakteri berbentuk gelendong dan disebut clostridia (agen penyebab infeksi anaerobik).
Dari segi komposisi kimianya, perbedaan antara spora dan sel vegetatif hanya terletak pada kandungan kuantitatif senyawa kimianya. Spora mengandung lebih sedikit air dan lebih banyak lipid.
Bentuk spora dikaitkan dengan pemadatan dan isolasi bagian tertentu dari sitoplasma sel vegetatif dengan pembentukan selanjutnya tubuh bulat/oval di dalam bakteri, ditutupi dengan membran berlapis-lapis padat, diresapi dengan sejumlah besar spora. lipid dan kalsium.
Dalam keadaan spora, mikroorganisme tidak aktif secara metabolik, tahan terhadap suhu tinggi, paparan disinfektan kimia, dan bertahan lama di lingkungan. Dengan.
Pewarnaan spora dilakukan dengan menggunakan metode khusus, yang melibatkan pemanasan awal spora, serta pemaparan larutan cat pekat pada suhu tinggi.
11. Konsep virus, virion. Tahapan pembentukan dan pengembangan virologi, peran D.I.Ivanovsky. Prestasi modern dalam virologi.
Virus dapat dilihat dalam dua cara: sebagai agen patogen dan sebagai agen keturunan. Tidak semua virus mempunyai agen ganda; beberapa hanya bertindak sebagai patogen, yang lain hanya sebagai agen keturunan. Peran virus dalam banyak kasus bergantung pada sel inang dan kondisi lingkungan.
Virus merupakan benda biologis yang mempunyai ciri-ciri tersendiri:
RNA atau DNA (slide 9.12).
2. Mereka tidak memiliki metabolisme sendiri. Untuk reproduksi
menggunakan metabolisme, enzim, dan energi sel inang.
Sejarah virologi dimulai dengan ditemukannya virus mosaik tembakau
(VTM). Pada tahun 1892, D.I.Ivanovsky menemukan bahwa jus adalah yang terkena dampak
penyakit mosaik tanaman tembakau, ditularkan melalui porselen
Filter bakteri dan bebas bakteri, menjaga infektivitas.
Virion- penuh virus partikel yang terdiri dari asam nukleat Dan kapsid(cangkang yang terdiri dari tupai dan, lebih jarang, lemak) dan terletak di luar hidup sel. Virion dari sebagian besar virus tidak menunjukkan tanda-tanda aktivitas biologis sampai mereka melakukan kontak dengan sel. menguasai, setelah itu mereka membentuk kompleks “sel virus” yang mampu hidup dan “menghasilkan” virion baru. Ketika sebuah sel terinfeksi, virion hanya memasukkan selnya saja genom(Misalnya, bakteriofag), atau menembus sel hampir seluruhnya (sebagian besar virus lainnya).
D. I. Ivanovsky membuktikan bahwa agen penyebab penyakit mosaik tidak dapat tumbuh pada media nutrisi buatan dan hanya dapat berkembang biak di sel tumbuhan
12. Morfologi, ultrastruktur, komposisi kimia virus. Perbedaan mendasar antara virus dan bakteri.
Virus memiliki komposisi kimia yang relatif sederhana. Komponen tak terpisahkan dari partikel virus adalah asam nukleat, protein dan unsur abu (K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cu), bergabung dengan kelompok asam nukleat dan protein bermuatan negatif. Ketiga komponen ini umum untuk semua virus (sederhana atau minimal) tanpa kecuali. Lipid dan karbohidrat merupakan bagian dari virus kompleks.
Ada dua kelompok besar virus: genom DNA dan genom RNA. Kebanyakan virus tumbuhan mengandung RNA. Kedua kelompok ini terwakili secara luas di antara virus manusia dan hewan. Kebanyakan bakteriofag adalah virus genom DNA.
Mereka berbentuk batang atau silinder (virus mosaik tembakau), berbentuk filamen berupa benang tipis yang ditekuk dengan lebar sekitar 10 nm dan panjang hingga 500 nm atau lebih (virus tumbuhan dan beberapa fag), berbentuk bola menyerupai polihedra. (picornavirus, adenovirus), parallelepiped (poxvirus) dan berbentuk gada atau spermatozoa (virus fag bakteri).
